Superconductores

Superconductores

En 1911, el físico holandés Kammerlingh Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio adquiría un valor de cero cuando éste se enfriaba a una temperatura cercana al cero absoluto (4.2 grados Kelvin o menos 269 grados Celsius). De este modo se descubrió el fenómeno de la superconductividad.

En 1933, Meissner y Ochsenfeld descubrieron que cuando se le aplica un campo magnético externo a un material superconductor, éste lo rechaza. La combinación de estas propiedades (conductividad infinita y expulsión del campo magnético) caracterizan a los materiales superconductores.

La doctora Elizabeth Chavira Martínez, investigadora del Instituto de Investigación en Materiales de la UNAM, nos narra algunos de los episodios más importantes de la ciencia de materiales que siguieron a estos descubrimientos.

Durante las primeras décadas de este siglo se llegó a pensar que la superconductividad quedaría sujeta sin remedio a muy bajas temperaturas. Empero, a principio de los setenta se obtuvo un material superconductor (una aleación de niobio 3-germanio) a una temperatura crítica de 23 grados Kelvin. La temperatura crítica, es aquella a la que un material se hace superconductor.

En 1986, el físico Karl Alex Müller, del laboratorio de IBM en Zurich, observó que un óxido cerámico, compuesto de bario, lantano y cobre tenía una temperatura crítica de 30 grados Kelvin. Estaba en marcha la carrera por obtener superconductores de altas temperaturas.

En 1987, el grupo del doctor Chu, en Estados Unidos, descubrió un material de itrio-bario-cobre-oxígeno que es superconductor a 93 grados Kelvin (menos 180 grados centígrados). Un gran paso, pues ya se podía prescindir del helio líquido, que es muy caro, para enfriar el material. La temperatura crítica había superado los 77 grados Kelvin (menos 196 grados Celsius), punto de licuefacción del nitrógeno, que es muy abundante.

A principio de los ochenta el químico francés Bernard Raveou sintetizó un compuesto de bismuto-estroncio-cobre-oxígeno. Posteriormente, otros investigadores notaron que al aumentar los planos de cobre-oxígeno de este compuesto aumentaba la temperatura crítica. Pero, como todo, esto tiene un límite.

Recientemente, el doctor Chu elaboró un material que contiene mercurio sometido a altas presiones y reportó que su temperatura crítica es de 165 grados Kelvin (menos 108 grados centígrados). La más alta hasta ahora en un material estable.

Los nuevos compuestos cerámicos de alta temperatura crítica tienen una estructura cristalina del tipo de la perousquita. ``Estos compuestos tienen deficiencia de oxígenos (aniones) y esta deficiencia les da las propiedades superconductoras''.

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