ANTECEDENTES DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD

POR EDUARDO VERDÍN LÓPEZACADEMIA DE FÍSICA DE

SÓLIDOS

24 DE FEBRERO DE 2011

100 AÑOS DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD

AGRADECIMIENTOS

DR. RAUL PEREZ-ENRIQUEZ DR CARLOS FIGUEROA NAVARRO

ING. RAFAEL PACHECO RODRÍGUEZ Y FIS. EMILIANO SALINAS

COVARRUBIAS

Una de las propiedades más misteriosa y atractiva de los metales es el fenómeno de la Superconductividad

Sus posibilidades potenciales de desarrollo parecen de ciencia ficción y algunas hasta rompen los cánones establecidos en la física tradicional

Antes de entrar en materia, hay que dejar claro al referirse a la Superconductividad, que solomencionarla como la transición de los metales a una resistencia eléctrica cero dejaría el fenómeno incompleto,

pero pasaron 22 años para el descubrimiento de la otra propiedad que describe totalmente a un superconductor, esto fue anunciado en 1933 por Walter Meissner y Roberto Ochsenfeld

Pero, la superconductividad tiene una gran desventaja solo se da a temperaturas muy por debajo de la ambiente (-120 ºC).

Es por eso es que el descubrimiento de la superconductividad no se puede desligar de la historia para lograr las temperaturas más bajas, cercanas al cero Kelvin (-273.27 ºC),

EN BUSCA DE LA TEMPERATURA DEL CERO ABSOLUTO

El rastro más antiguo registrado de licuefacción de un gas se sitúa a finales del siglo 19 y fue realizado por Michael Faraday.

Otro avance se da en 1870 a cargo del Frances Louis PaulCailletet el licua el acetileno (C2H2) utilizando presiones de hasta 60 atmósferas. En 1877 un químico Suizo Raoul

Pierre Pictet, que alcanza los mismos resultados pero utilizando un metodo de “cascada”.

En 1880 un cientifico Polaco Zygmun Florenty Wróblewskyencargado del laboratorio de la facultad de Física de la Universidad Jagiellonian en Cracovia, inicia una relación de trabajo con un colega suyo de la facultad de Química Karol Olsewsky, entre los dos le hacen modificaciones al equipo de Cailletet con lo cual ellos pudieron obtener gotas de oxigeno líquido y en marzo de 1883 lograron producir el suficiente oxigeno líquido como para observarlo en una probeta de vidrio, dos semanas después logran licuar nitrógeno, con esto Cracovia se convierte en el lider de las bajas temperaturas del mundo,

UN GAS LLAMADO “SOL”

Antes de seguir nuestra historia, es necesario hablar del gas que se licúa a la temperatura más baja y el principal protagonista del descubrimiento de la superconductividad, el Helio.

En1895 el químico EscocesWilliams Ramsey aisla el Helio en su laboratorio del UniversityCollege London al tratar al mineral llamado cleveite (U2O) con acido, el también descubrió y clasificó. los otros gases nobles Argón, Neón, Kriptón, y Xenón.

El turno es de los Ingleses encabezados por el EscocesSir James Dewar, en 1878 el adquire un aparato Cailletede Paris y a los pocos meses el obtiene gotas de oxigeno líquido años después , al solidifica el oxigeno.

en los 90 mejora las técnicas de licuefacción hasta que el 10 de mayo de 1898, el obtuvo 20 centímetros cúbicos de Hidrógeno líquidoAl medir la temperatura a la cual se encontraba, el obtuvo que era de 20 K (-252.87 ºC) por encima del cero absoluto, al año siguiente logra solidificar el hidrogeno un poco debajo de 14 K (-259 ºC), y adicional a esto midio su resistencia eléctrica y concluyó que no conduce la electricidad.Inglaterra se convierte en el lider de

las bajas temperaturas

En 1881 Onnes logra un lugar en Leiden, e inicia la construcción de su laboratorio de bajas temperaturas

Su meta central fue la de proporcionar, en condiciones extremas, de muy baja temperatura, medidas exactas y creíbles que pudieran probar las ultimas teorías, al límite; por lo que el lema de su laboratorio fue

“Door meten totweten”( con el uso de la medición,

el conocimiento).

“Door meten totweten”

Onnes para 1890, perfecciona su proceso de cascada y para 1906 logra licuar el hidrogeno 8 años después de Dewar,

El 10 de junio de 1908, inicio el experimento, y el helio licuado empezo a fluir y la temperatura cayó y se estacionó a 4.2 K.Una cantidad de aproximadamente 60 cm3 suficiente como para llenar una tasa de té, fue el primer resultado. Onnes comenta

Un problema fundamental ha sido resuelto, todos los gases pueden

ser licuados

DESCUBRIMIENTO DE LA SUPERCONDUCTIVIDAD

El problema fundamental para probar las teorías aplicadas a los metales, estaba listo

Resistencia cero a temperatura cero

Oro, Platino no lo hacían, seguían las predicciones de Matthiesen, ¿impurezas?

¿Mercurio?

CRONOLOGIA8 de abril de 1911

7.00 am inicia el descenso de temperatura11.20 llega Onnes al laboratorio cuando la circulación del helio inicia12:00 se alcanzan los 5 K16:00 Onnes escribe en su bitácora la resistencia del oro y del mercurio fueron determinadas , en el último “es prácticamente cero” 16:01 INICIA LA ERA DE LA

SUPERCONDUCTIVIDAD

POR SU ATENCION MUCHAS GRACIAS