¿Qué es la superconductividad?
¿Qué es un superconductor?
Los superconductores son materiales que conducen la electricidad sin resistencia. Esto significa que, a diferencia de los conductores más conocidos, como el cobre o el acero, un superconductor puede transportar una corriente indefinidamente sin perder energía. También tienen otras propiedades muy importantes, como el hecho de que no puede existir ningún campo magnético dentro de un superconductor.
Los superconductores ya han cambiado drásticamente el mundo de la medicina con la llegada de las máquinas de resonancia magnética, que han supuesto una reducción de la cirugía exploratoria. Las compañías eléctricas, las empresas de electrónica, el ejército, el transporte y la física teórica se han beneficiado enormemente del descubrimiento de estos materiales.
A día de hoy, las mayores aplicaciones exitosas de los superconductores siguen siendo los potentes electroimanes utilizados en los sistemas de Resonancia Magnética (MRI) (se han fabricado más de 22.000 imanes de MRI) y los imanes de investigación, así como las cavidades de los aceleradores de RF utilizados en los experimentos de física de alta energía.
Breve historia de los superconductores
El primer descubrimiento de un material superconductor tuvo lugar en 1911, cuando una científica holandesa llamada Heike Kammerlingh Onnes, que también fue la primera persona en licuar el helio, alcanzó temperaturas tan bajas como 1,7 kelvin (K).
En la década de 1960, dos descubrimientos no relacionados entre sí y realizados estrechamente entre sí dieron paso a una nueva era en la que se desarrollaron y comercializaron dispositivos superconductores prácticos: uno de ellos fue el descubrimiento del superconductor NbTi, que proporcionó el primer material para la fabricación práctica de alambre superconductor y componentes con forma; el segundo fue la unión Josephson, que sigue siendo la base de una variedad de dispositivos electrónicos únicos.
A pesar del enorme éxito del NbTi y otros materiales similares, la aplicación aún más amplia de los superconductores se ha visto restringida por el requisito de enfriamiento a temperaturas muy bajas (1,5 – 5K) utilizando helio líquido.
A finales de 1986, J. Georg Bednorz y K. Alexander Müller, dos investigadores del laboratorio de IBM en Zúrich, descubrieron anunciaron un material de óxido que superconducía a 30K. Estos dos investigadores recibieron el Premio Nobel de Física 1987 por su trabajo. Después, en 1987, Paul Chu, de la Universidad de Houston, descubrió el YBCO, que se convertía en superconductor a sólo 90K. Como los 90K pueden alcanzarse utilizando nitrógeno líquido, un refrigerante industrial habitual, estos descubrimientos abrieron por primera vez el potencial de una gama mucho más amplia de dispositivos. En los meses siguientes, los descubrimientos del BSCCO y el TBCCO llevaron la temperatura de transición de los superconductores hasta los 127K.
Este descubrimiento de estos «superconductores de alta temperatura» despertó un enorme interés, y ha surgido toda una industria dedicada a la investigación y el desarrollo comercial de estos materiales y sus aplicaciones. Hoy en día, se está desarrollando una enorme gama de dispositivos para los superconductores de baja y alta temperatura.
La competencia internacional es fuerte en estos materiales, y los esfuerzos actuales implican muchas facetas de la electrónica, las comunicaciones, la energía, la tecnología médica, el transporte, el ejército y las industrias de procesamiento de materiales.