Superconductor
La versión actual de la página aún no ha sido revisada por colaboradores experimentados y puede diferir significativamente de la versión revisada el 8 de junio de 2021; las comprobaciones requieren 13 ediciones .Un superconductor es un material cuya resistencia eléctrica , cuando la temperatura desciende hasta un cierto valor Tc , se vuelve igual a cero ( superconductividad ). En este caso, se dice que el material adquiere "propiedades superconductoras" o entra en un "estado superconductor".
Actualmente se están realizando investigaciones sobre la superconductividad para aumentar la temperatura Tc ( superconductividad a alta temperatura ).
Historia
En 1911, el físico holandés Kamerling-Onnes descubrió que cuando el mercurio se enfría en helio líquido , su resistencia primero cambia gradualmente y luego, a una temperatura de 4,1 K , cae bruscamente a cero.
El superconductor más pequeño se creó en 2010 basado en el superconductor orgánico (BETS) 2 GaCl 4 [1] [2] , donde la abreviatura " BETS " significa bis etileno ditio tetra s elena fulvaleno . El superconductor creado consta de sólo cuatro pares de moléculas de esta sustancia con una longitud total de muestra de unos 3,76 nm .
Propiedades de los superconductores
Según sus propiedades, los superconductores se dividen en tres grupos:
- Superconductores del primer tipo ;
- superconductores del tipo 1.5 ;
- superconductores del tipo II (segundo) .
Transición de fase al estado superconductor
La transición de una sustancia al estado superconductor va acompañada de un cambio en sus propiedades térmicas. Sin embargo, este cambio depende del tipo de superconductores bajo consideración. Entonces, para los superconductores del tipo Ι, en ausencia de un campo magnético, el calor de transición (absorción o liberación) del estado superconductor al estado habitual es cero y, por lo tanto, sufre un salto en la capacidad calorífica , que es típico para una transición de fase del tipo ΙΙ.
Efecto Meissner
Una propiedad de un superconductor aún más importante que la resistencia eléctrica cero es el llamado efecto Meissner , que consiste en empujar el flujo magnético fuera del superconductor. De la observación experimental de este hecho se concluye que existen corrientes no amortiguadas cerca de la superficie del superconductor, que crean un campo magnético interno opuesto al campo magnético externo aplicado y lo compensan.
Tabla de superconductores
La siguiente tabla enumera algunos superconductores y sus valores característicos de temperatura crítica ( Tc ) y campo magnético limitante ( Bc ) .
| Nombre del material | Temperatura critica , K |
Campo crítico , T |
Año de publicación del descubrimiento de la superconductividad |
|---|---|---|---|
| Superconductores tipo I | |||
| Pb ( plomo ) | 7.26 [3] | 0.08 [4] | 1913 [3] |
| Sn ( estaño ) | 3.69 [3] | 0.031 [4] | 1913 [3] |
| Ta ( tantalio ) | 4.38 [3] | 0.083 [4] | 1928 [3] |
| Al ( aluminio ) | 1.18 [3] | 0.01 [4] | 1933 [3] |
| Zn ( cinc ) | 0.88 [4] | 0.0053 [4] | |
| W ( tungsteno ) | 0.01 [4] | 0.0001 [4] | |
| Superconductores del tipo 1.5. | |||
| Se están realizando búsquedas de un modelo teórico [5] | |||
| Superconductores tipo II | |||
| Nb ( niobio ) | 9.20 [3] | 0,4 [4] | 1930 [3] |
| V 3 Ga | 14.5 [4] | >35 [4] | |
| Nb 3 Sn | 18.0 [4] | >25 [4] | |
| (Nb 3 Al) 4 Ge | 20,0 [4] | ||
| Nb 3 Ge | 23 [4] | ||
| Obtener | 0.17 [4] | 0.013 [4] | |
| SrTío 3 | 0,2–0,4 [4] | >60 [4] | |
| MgB 2 ( diboruro de magnesio ) | 39 | ? | 2001 |
| H2S ( sulfuro de hidrógeno ) | 203 [6] | 72 [6] | 2015 [6] |
Aplicación
- Una computadora cuántica utiliza qubits basados en superconductores.
- Los superconductores también se utilizan para crear un campo magnético potente , por ejemplo, ITER (Reactor Experimental Termonuclear Internacional; Reactor Experimental Termonuclear Internacional ) , en el que los superconductores , al crear un campo magnético, retienen plasma a alta temperatura, evitando que entre en contacto con las paredes de el reactor
- Los superconductores se utilizan en tomógrafos de RMN (RMN - resonancia magnética nuclear ).
- Los superconductores se utilizan en los turbogeneradores de servicio pesado KGT-20 y KGT-1000 basados en la superconductividad [7] , [8] y en el desarrollo de máquinas eléctricas superconductoras .
- Los superconductores se utilizan en solenoides magnéticos superconductores .
- Los superconductores se utilizan para fabricar cables superconductores .
Véase también
- Superconductividad a alta temperatura
- BSCCO
- triniobia estannida
- Niobio-titanio
- YBCO
- Súper aislante
Literatura
- Hirsch JE, Maple MB, Marsiglio F. Clases de materiales superconductores: Introducción y descripción general // Física C: Superconductividad y sus aplicaciones. - 2015. - Vol. 514.-P.1-8. — ISSN 09214534 . -doi : 10.1016/ j.physc.2015.03.002 .
- Hamlin JJ Superconductividad en los elementos metálicos a altas presiones // Physica C: Superconductividad y sus Aplicaciones. - 2015. - Vol. 514. - Pág. 59-76. — ISSN 09214534 . -doi : 10.1016/ j.physc.2015.02.032 .
- White BD, Thompson JD, Maple MB Superconductividad no convencional en compuestos de fermiones pesados // Physica C: Superconductividad y sus aplicaciones. - 2015. - Vol. 514. - Pág. 246-278. — ISSN 09214534 . -doi : 10.1016/ j.physc.2015.02.044 .
- Kubozono Yoshihiro, Goto Hidenori, Jabuchi Taihei, Yokoya Takayoshi, Kambe Takashi, Sakai Yusuke, Izumi Masanari, Zheng Lu, Hamao Shino, Nguyen Huyen LT, Sakata Masafumi, Kagayama Tomoko, Shimizu Katsuya. Superconductividad en hidrocarburos aromáticos // Physica C: Superconductividad y sus Aplicaciones. - 2015. - Vol. 514. - Pág. 199-205. — ISSN 09214534 . -doi : 10.1016/ j.physc.2015.02.015 .
- Griveau Jean-Christophe, Colineau Eric. Superconductividad en elementos y compuestos transuránicos // Comptes Rendus Physique. - 2014. - Vol. 15.- Pág. 599-615. — ISSN 16310705 . -doi : 10.1016/ j.crhy.2014.07.001 .
- Chernoplekov N. A. Materiales superconductores en tecnología moderna // "Naturaleza" , 1979. - No. 4.
- Antonov Yu.F. , Danilevich Ya.B. Generador de crioturbina KTG-20: experiencia en creación y problemas de ingeniería eléctrica superconductora . - M. : Fizmatlit, 2013. - 600 p. - ISBN ISBN 978-5-9221-1521-6 .
- Turbogeneradores Glebov IA utilizando superconductividad. — L. : Nauka : Leningrado. Departamento, 1981. - 231 p.
- Wilson M. Imanes superconductores. - M. : Energía, 1985. - 405 p.
- Gurevich A. Vl. Física de superconductores compuestos. — M .: Nauka, 1987. — 240 p.
- Pan V. M. Metalofísica de superconductores. - Kyiv: Nauk. Dumka, 1984. - 189 págs.
Notas
- ↑ K. Clark, A. Hassanien, S. Khan, K.-F. Braun, H. Tanaka y S.-W. ¡Hola! Superconductividad en solo cuatro pares de moléculas (BETS)2GaCl4 (inglés) // Nature Nanotechnology . - 2010. - Vol. 5 . - P. 261-265 .
- ↑ Yuri Erín. Creó un superconductor que consta de sólo 8 moléculas de materia . Elementy.ru (19 de abril de 2010). Consultado el 19 de abril de 2010. Archivado desde el original el 26 de agosto de 2011.
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 V. L. Ginzburg , E. A. Andryushin. Capítulo 1. Descubrimiento de la superconductividad // Superconductividad . — 2ª edición, revisada y ampliada. - Alfa-M, 2006. - 112 p. - 3000 copias. — ISBN 5-98281-088-6 . Archivado el 13 de septiembre de 2011 en Wayback Machine .
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 [bse.sci-lib.com/article100164.html Superconductor] - artículo de la Gran Enciclopedia Soviética
- ↑ Los físicos presentaron la teoría de una superconductividad y media (enlace inaccesible) . Consultado el 26 de octubre de 2011. Archivado desde el original el 10 de abril de 2018.
- ↑ 1 2 3 A. P. Drozdov, MI Eremets, IA Troyan, V. Ksenofontov, SI Shylin. Superconductividad convencional a 203 kelvin a altas presiones en el sistema de hidruro de azufre // Nature. - T. 525 , n. 7567 . — págs. 73–76 . -doi : 10.1038/ naturaleza14964 .
- ↑ Glébov, 1981 .
- ↑ Antonov, 2013 .
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