Supercondutividade: diferenças entre revisões
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'''Supercondutividade''' - é uma propriedade física. De característica intrínseca de certos materiais, quando resfriados a [[temperatura]]s extremamente baixas, tendem a conduzir [[corrente elétrica]] sem [[resistência elétrica|resistência]] nem perdas.
Esta propriedade foi descoberta em Abril de [[1911]], pelo físico [[Holanda|holandês]] [[Heike Kamerlingh Onnes]] em seu [[laboratório]] em [[Leiden]]. Guiado por seu brilhante trabalho na fabricação do [[hélio]] líquido, o que possibilitou o avanço necessário para alcançar temperaturas muito baixas, da ordem de
Assim como o [[ferromagnetismo]] e as linhas espectrais atômicas, a supercondutividade pode ser entendida como um fenômeno quântico [[macroscópico]], ou seja, este estado pode ser descrito por uma única [[função de onda]]. Caracteriza-se também por um fenômeno chamado de Efeito Meissner-Ochsenfeld, que é a ejeção de um campo magnético suficientemente fraco do interior do material que impede que campos externos penetrem no supercondutor, às vezes confundido como um tipo de [[diamagnetismo]] perfeito, assim como as transições no estado supercondutor. A ocorrência do Efeito Meissner indica que a supercondutividade não pode ser entendida simplesmente como a idealização de um [[condutor]] perfeito como na física clássica.
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*'''Por suas propriedades físicas: ''' podem ser do Tipo I (se sua transição de fase for de primeira ordem) ou do Tipo II (se sua transição de fase for de segunda ordem).
*'''Pela Teoria que o explica: ''' podem ser convencionais (se podem ser explicados pela [[Teoria BCS]]) ou não convencionais caso contrário.
*'''Pela sua temperatura crítica: ''' podem ser de alta-temperatura (geralmente se atingem o estado supercondutor quando resfriados com [[nitrogênio líquido]], Tc >
*'''Pelo material: ''' podem ser elementos químicos (como o [[mercúrio (elemento químico)|mercúrio]] e o [[chumbo]]), [[Liga metálica|ligas]] (como a [[titânio]]-[[nióbio]] ou [[germânio]]-nióbio), [[cerâmicas]] (como o YBCO ou o diboreto de [[magnésio]]), ou mesmo supercondutores orgânicos como [[fulereno]]s e [[nanotubos de carbono]].
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Ainda em [[1911]], Onnes começou a investigar as propriedades elétricas dos metais em temperaturas extremamente frias. Pois já era conhecido há muitos anos que a [[resistência elétrica]] dos metais tende a diminuir quando resfriados abaixo da [[temperatura ambiente]], mas não se sabia até que ponto limite a resistência conseguiria cair com o diminuir da temperatura. Alguns [[cientista]]s, como [[Lord Kelvin]], acreditavam que o fluxo de [[elétron]]s num condutor seria completamente parado quando a temperatura se aproximasse do zero absoluto. Outros cientistas, inclusive o próprio Onnes, acreditavam que a resistência elétrica iria se dissipar. Muitos também sugeriram que a resistência diminuiria constantemente favorecendo a melhor condução de eletricidade.
Num ponto onde a temperatura era baixíssima, os cientistas perceberam que havia um nivelamento no comportamento do material onde a resistência praticamente desaparecia. O grupo de Onnes tentou então atravessar uma corrente elétrica por uma amostra muito pura de [[mercúrio (elemento químico)|mercúrio]] em forma de fio, e mediu a variação da sua resistência elétrica em função da temperatura. A 4,2 K a resistência simplesmente sumiu, e para surpresa dos cientistas, havia uma corrente fluindo através do fio de mercúrio e nada impedia seu fluxo, a resistência era zero. De acordo com Onnes, "''O mercúrio havia passado para um novo estado, e que em virtude das suas extraordinárias propriedades elétricas deveria ser chamado de estado supercondutor''". Os resultados experimentais não deixavam dúvidas sobre o desaparecimento da resistência elétrica e abriram as portas para uma nova área de pesquisa batizada pelo próprio Onnes de
Foi reconhecida a importância desta descoberta na comunidade científica pelo seu potencial econômico e comercial. Pois num condutor elétrico sem resistência teoricamente poderia transportar correntes sem perdas, não importando a distância a ser percorrida. O grupo de Onnes descobriu que fios supercondutores atravessados por uma corrente em
Em [[1933]], os cientistas [[Walther Meissner]] e [[Robert Ochsenfeld]] concluíram que os supercondutores eram mais que apenas condutores de eletricidade perfeitos, eles descobriram uma interessante propriedade magnética intrínseca nos supercondutores que excluía de certa forma o [[campo magnético]] exterior. Um supercondutor não permite que campos magnéticos adentrem seu interior, isso faz com que as correntes fluindo gerem um [[campo magnético]] dentro do supercondutor que balanceia o campo que outrora deveria ter penetrado o material.
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[[Ficheiro:Cvandrhovst.png|thumb|300px|Comportamento da Capacidade Térmica (c<sub>v</sub>, azul) e da Resistividade (ρ, verde) na transição de fase supercondutora]]
Nos materiais supercondutores, a característica da supercondutividade aparece quando a temperatura é abaixada até uma '''temperatura crítica''' ''(T<sub>c</sub>)''. Esse valor de temperatura varia de material para material. Por convenção, supercondutores geralmente têm temperaturas críticas por volta de
Supercondutores de cupratos podem exibir temperaturas críticas muito maiores:
YBa<sub>2</sub>Cu<sub>3</sub>O<sub>7</sub>, um dos primeiros cupratos supercondutores a ser descoberto, tem uma temperatura crítica da ordem de
Mesmo com a temperatura fixa abaixo da temperatura crítica, materiais supercondutores cessam sua supercondutividade quando um campo magnético externo, maior que o campo magnético crítico, é aplicado. Isso acontece porque a [[Energia Livre de Gibbs]] da fase supercondutora aumenta quadraticamente com o [[campo magnético]] enquanto a energia livre de uma fase normal é independente do campo magnético. Se o material é supercondutor na falta de um campo, então a fase supercondutora da energia livre é menor do que a energia na fase normal, e para valores finitos de campo magnético (proporcionais à [[raiz quadrada]] da diferença das energias livres num campo magnético nulo) as duas energias livres serão iguais a transição para fase normal ocorrerá. Generalizando, quanto maiores às temperaturas e os campos magnéticos, menor é a fração de elétrons na banda supercondutora e consequentemente leva a uma maior penetração de London de correntes e campos magnéticos externos. A profundidade de penetração tende ao infinito na transição de fase.
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