superconductividade

A superconductividade é um estado da matéria em que certos materiais exibem resistência elétrica nula ao conduzir corrente, abaixo de uma temperatura crítica. Além disso, o material expulsa o campo magnético, fenômeno conhecido como efeito Meissner. A transição ocorre quando o material entra no estado de superconductividade a Tc, que depende do material e das condições.

Existem dois tipos de superconductividade: Tipo I, que expulsa o campo até um campo crítico; e Tipo II, que permite a penetração de fluxos magnéticos em forma de vórtices entre Hc1 e Hc2, comum em ligas modernas e cerâmicas.

O mecanismo dos superconductores convencionais é explicado pela teoria BCS. Elétrons formam pares de Cooper, mediados por fônons, levando a um estado de energia menor com resistência zero. Existem ainda superconductores não convencionais (como alguns cupratos e ligas de férro) cuja origem e mecanismo são objeto de pesquisa.

História: em 1911, Heike Kamerlingh Onnes descobriu a superconductividade ao resfriar mercúrio. Em 1957, Bardeen, Cooper e Schrieffer propuseram a teoria BCS. Em 1986, Bednorz e Müller identificaram superconductividade de alta temperatura em cerâmicas de cobre, abrindo caminho para Tc mais elevadas. Pesquisas continuam, incluindo materiais sob alta pressão, como hidretos, buscando Tc ainda maiores.

Aplicações práticas envolvem imagens por ressonância magnética, aceleradores de partículas e transmissão de energia com perdas reduzidas, especialmente quando usados com magnetos supercondutores. A principal limitação é o resfriamento necessário (líquidos hélio ou nitrogênio) e os custos. Pesquisas atuais visam compreender mecanismos em superconductores não convencionais e alcançar a superconductividade em temperatura ambiente.