El fenómeno físico de la
superconductividad fue observado por vez primera en 1911 por
Heike Kamerlingh Onnes cuando estudiaba las propiedades de la materia a la temperatura del helio líquido, gas que el propio Onnes había conseguido licuar unos años antes. Lo que vio el holandés fue que, cuando una muestra de mercurio se enfriaba por debajo de una cierta Temperatura Crítica (para dicho metal T
c= 4,2K, casi 270 grados Celsius bajo cero), su resistencia eléctrica caía abruptamente hasta límites indetectables.
A partir de ese momento, se iniciaron diversos estudios relacionados con el descubrimiento de Onnes, y durante los años que siguieron se encontró que, además del mercurio, otros elementos metálicos, a temperaturas muy bajas (con sus Tc características), eran también superconductores. Hoy en día sabemos que existen muchos compuestos que presentan superconductividad a temperaturas "bastante" altas.
Pero, no sólo depende el fenómeno de la temperatura, el propio Onnes descubrió ya en 1913 que la superconductividad desaparece en presencia de un campo magnético externo lo suficientemente elevado. Es decir, existe un H
c (campo crítico) por encima del cual el material pierde sus carateríscticas superconductoras. Sin embargo, como demostraron
Meissner y
Ochsenfeld en un experimento realizado en 1933, mientras no se alcance este campo crítico el campo magnético en el interior de un superconductor es siempre nulo, independientemente de si ha sido enfriado por debajo de su T
c en presencia o no de un campo magnético externo. Por tanto, los superconductores, además de conductores ideales, pueden considerarse
diamagnéticos ideales. Este hecho sirve además como diferenciador entre un conductor perfecto (i.e., que tiene resistencia eléctrica nula) y un material superconductor (ver figura).
Penetración del campo magnético (B = µ0 H) en un conductor perfecto (izda) y en un superconductor (dcha)
De hecho, los superconductores se dividen en dos grandes grupos dependiendo de su respuesta a la presencia de H. Los materiales tipo I entran en el estado normal inmediatamente después de que el campo magnético supere su valor crítico. Sin embargo, en los materiales tipo II la transición tiene lugar de manera continua, el campo comienza a penetrar en la muestra desde el momento en que se sobrepasa un cierto valor Hc1, y lo inunda totalmente una vez que se supera un nuevo valor de campo crítico, o Hc2.
La mayoría de los superconducores tipo II son compuestos de alta temperatura, descubiertos en 1986 por
Müller y
Bednorz. Son materiales que presentan características superconductoras incluso por encima de los 100 grados Kelvin (
aquí hay una tabla) Cuando un tipo II se somete a un campo magnético aparecen pequeños vórtices por los que puede penetrar dicho campo. Estos vórtices tienen un tamaño mínimo como consecuencia de la cuantización del flujo magnético, un resultado predicho por
Abrikosov en base a la teoría que Ginzburg y el gran
Landau (uno de los físicos teóricos más brillantes del siglo XX) propusieron para explicar algunas de las propiedades observadas. Aunque no fue hasta 1957 cuando los físicos estadounidenses
Bardeen,
Cooper y
Schrieffer formularon la teoría microscópica de la superconductividad, llamada
teoría BCS en homenaje a estos tres investigadores. Esta teoría dio cuenta de todos los efectos observados hasta ese momento, permitió entender el origen del fenómeno. Aún no se había lanzado el Sputnik y los americanos ya se llevaban el gato al agua (premio Nobel en 1972) en un campo en el que los soviéticos habían realizado las primeras contribuciones importantes.
Por cierto, Bardeen es la única persona que ha ganado dos veces el Nobel de física; la academia sueca lo había
condecorado ya en 1956 por el desarrollo del primer transistor junto con
Shockley y
Brattain. Y siguiendo con el tema Nobel, la importancia del descubrimiento de Müller y Bednorz se puede medir en base a la rapidez con la que fueron distinguidos en Estocolmo, un año después de la publicación de sus resultados.
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