antecedentes de la superconductividad

ANTECEDENTES DE LA
SUPERCONDUCTIVIDAD
POR EDUARDO VERDÍN LÓPEZ
ACADEMIA 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 solo
mencionarla 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 Wróblewsky
encargado 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 Escoces
Williams Ramsey aisla el Helio en
su laboratorio del University
College 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 Escoces
Sir James Dewar, en 1878 el adquire un aparato Caillete
de 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
“Door meten totweten”
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).
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?
CRONOLOGIA
8 de abril de 1911
7.00 am inicia el descenso de
temperatura
11.20 llega Onnes al laboratorio
cuando la circulación del helio
inicia
12:00 se alcanzan los 5 K
16:00
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