Superconductividad

La superconductividad es un conjunto de propiedades físicas observadas en ciertos materiales donde la resistencia eléctrica desaparece y los campos de flujo magnético son expulsados ​​del material. Cualquier material que presente estas propiedades es un superconductor . A diferencia de un conductor metálico ordinario , cuya resistencia disminuye gradualmente a medida que su temperatura desciende incluso hasta casi el cero absoluto , un superconductor tiene una temperatura crítica característica por debajo de la cual la resistencia cae abruptamente a cero. Una corriente eléctrica a través de un bucle de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. [1] [2][3] [4]

Un imán que levita sobre un superconductor de alta temperatura , enfriado con nitrógeno líquido . La corriente eléctrica persistente fluye sobre la superficie del superconductor y actúa para excluir el campo magnético del imán ( ley de inducción de Faraday ). Esta corriente forma efectivamente un electroimán que repele el imán.
"> Archivo: Meissner effect.ogvReproducir medios
Video del efecto Meissner en un superconductor de alta temperatura (pellet negro) con un imán NdFeB (metálico)
Un superconductor de alta temperatura levitando sobre un imán

El fenómeno de la superconductividad fue descubierto en 1911 por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes . Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas , la superconductividad es un fenómeno que solo puede explicarse mediante la mecánica cuántica . Se caracteriza por el efecto Meissner , la expulsión completa de líneas de campo magnético desde el interior del superconductor durante su transición al estado superconductor. La aparición del efecto Meissner indica que la superconductividad no puede entenderse simplemente como la idealización de la conductividad perfecta en la física clásica .

En 1986, se descubrió que algunos materiales cerámicos de cuprato y perovskita tienen una temperatura crítica superior a 90 K (−183 ° C). [5] Una temperatura de transición tan alta es teóricamente imposible para un superconductor convencional , por lo que los materiales se denominan superconductores de alta temperatura . El nitrógeno líquido refrigerante disponible a bajo precio hierve a 77 K y, por lo tanto, la existencia de superconductividad a temperaturas más altas facilita muchos experimentos y aplicaciones que son menos prácticos a temperaturas más bajas.

Hay muchos criterios por los que se clasifican los superconductores. Los mas comunes son:

Respuesta a un campo magnético

Un superconductor puede ser de Tipo I , lo que significa que tiene un único campo crítico , por encima del cual se pierde toda la superconductividad y por debajo del cual el campo magnético se expulsa completamente del superconductor; o Tipo II , lo que significa que tiene dos campos críticos, entre los cuales permite la penetración parcial del campo magnético a través de puntos aislados. [6] Estos puntos se denominan vórtices . [7] Además, en superconductores multicomponente es posible tener una combinación de los dos comportamientos. En ese caso, el superconductor es de tipo 1.5 . [8]

Por teoría de funcionamiento

Es convencional si puede explicarse por la teoría BCS o sus derivados, o no convencional , de lo contrario. [9] Alternativamente, un superconductor se llama no convencional si el parámetro de orden superconductor se transforma de acuerdo con una representación irreducible no trivial del grupo de puntos o grupo espacial del sistema.

Por temperatura crítica

Un superconductor generalmente se considera de alta temperatura si alcanza un estado superconductor por encima de una temperatura de 30 K (-243,15 ° C); [10] como en el descubrimiento inicial de Georg Bednorz y K. Alex Müller . [5] puede también materiales de referencia que la transición a la superconductividad cuando se enfría utilizando nitrógeno líquido - es decir, en solamente T c  > 77 K, aunque esto se utiliza generalmente sólo para enfatizar que el nitrógeno líquido refrigerante es suficiente. Los superconductores de baja temperatura se refieren a materiales con una temperatura crítica por debajo de 30 K.Una excepción a esta regla es el grupo de superconductores pnictidos de hierro que muestran el comportamiento y las propiedades típicas de los superconductores de alta temperatura, aunque algunos del grupo tienen temperaturas críticas por debajo de 30 K.

Por material

"Arriba: Tabla periódica de sólidos elementales superconductores y su temperatura crítica experimental (T). Abajo: Tabla periódica de hidruros binarios superconductores (0-300 GPa). Las predicciones teóricas se indican en azul y los resultados experimentales en rojo". [11]

Las clases de materiales superconductores incluyen elementos químicos (por ejemplo, mercurio o plomo ), aleaciones (como niobio-titanio , germanio-niobio y nitruro de niobio ), cerámica ( YBCO y diboruro de magnesio ), pnictidas superconductores (como LaOFeAs dopado con flúor) o superconductores orgánicos. ( fullerenos y nanotubos de carbono ; aunque quizás estos ejemplos deberían incluirse entre los elementos químicos, ya que están compuestos enteramente de carbono ). [12] [13]

Varias propiedades físicas de los superconductores varían de un material a otro, como la temperatura crítica, el valor del espacio superconductor, el campo magnético crítico y la densidad de corriente crítica a la que se destruye la superconductividad. Por otro lado, existe una clase de propiedades que son independientes del material subyacente. El efecto Meissner , la cuantificación del flujo magnético o las corrientes permanentes, es decir, el estado de resistencia cero son los ejemplos más importantes. La existencia de estas propiedades "universales" tiene sus raíces en la naturaleza de la simetría rota del superconductor y la aparición de un orden de largo alcance fuera de la diagonal . La superconductividad es una fase termodinámica y, por lo tanto, posee ciertas propiedades distintivas que son en gran medida independientes de los detalles microscópicos.

El orden fuera de la diagonal de largo alcance está estrechamente relacionado con la formación de pares de Cooper. Un artículo de VF Weisskopf presenta explicaciones físicas simples para la formación de pares de Cooper, para el origen de la fuerza de atracción que causa la unión de los pares, para la brecha de energía finita y para la existencia de corrientes permanentes. [14]

Resistencia DC cero eléctrica

Cables eléctricos para aceleradores del CERN . Tanto los cables masivas y delgados están clasificados para 12.500 A . Arriba: cables normales para LEP ; abajo: cables basados ​​en superconductores para el LHC
Sección transversal de una varilla superconductora de preforma del superconductor superconductor de Texas (SSC) abandonado .

El método más simple para medir la resistencia eléctrica de una muestra de algún material es colocarlo en un circuito eléctrico en serie con una fuente de corriente I y medir el voltaje resultante V a través de la muestra. La resistencia de la muestra está dada por la ley de Ohm como R = V / I . Si el voltaje es cero, esto significa que la resistencia es cero.

Los superconductores también pueden mantener una corriente sin ningún voltaje aplicado, una propiedad que se explota en electroimanes superconductores como los que se encuentran en las máquinas de resonancia magnética . Los experimentos han demostrado que las corrientes en las bobinas superconductoras pueden persistir durante años sin ninguna degradación mensurable. La evidencia experimental apunta a una vida útil actual de al menos 100.000 años. Las estimaciones teóricas de la vida útil de una corriente persistente pueden superar la vida útil estimada del universo , según la geometría del cable y la temperatura. [3] En la práctica, las corrientes inyectadas en bobinas superconductoras han persistido durante más de 25 años (hasta el 4 de agosto de 2020) en gravímetros superconductores . [15] [16] En tales instrumentos, el principio de medición se basa en el seguimiento de la levitación de una esfera superconductora de niobio con una masa de 4 gramos.

En un conductor normal, una corriente eléctrica puede visualizarse como un fluido de electrones moviéndose a través de una red iónica pesada . Los electrones chocan constantemente con los iones en la red y, durante cada colisión, parte de la energía transportada por la corriente es absorbida por la red y se convierte en calor , que es esencialmente la energía cinética vibratoria de los iones de la red. Como resultado, la energía transportada por la corriente se disipa constantemente. Este es el fenómeno de la resistencia eléctrica y el calentamiento Joule .

La situación es diferente en un superconductor. En un superconductor convencional, el fluido electrónico no se puede descomponer en electrones individuales. En cambio, consiste en pares de electrones ligados conocidos como pares de Cooper . Este emparejamiento es causado por una fuerza de atracción entre electrones proveniente del intercambio de fonones . Debido a la mecánica cuántica , el espectro de energía de este fluido de pares de Cooper posee una brecha de energía , lo que significa que hay una cantidad mínima de energía Δ E que debe suministrarse para excitar el fluido. Por lo tanto, si Δ E es mayor que la energía térmica de la red, dada por kT , donde k es la constante de Boltzmann y T es la temperatura , el fluido no será dispersado por la red. [17] El fluido del par de Cooper es, por tanto, un superfluido , lo que significa que puede fluir sin disipación de energía.

En una clase de superconductores conocidos como superconductores de tipo II , incluidos todos los superconductores conocidos de alta temperatura , aparece una resistividad extremadamente baja pero distinta de cero a temperaturas no muy por debajo de la transición superconductora nominal cuando se aplica una corriente eléctrica junto con un campo magnético fuerte. que puede ser causado por la corriente eléctrica. Esto se debe al movimiento de los vórtices magnéticos en el superfluido electrónico, que disipa parte de la energía transportada por la corriente. Si la corriente es lo suficientemente pequeña, los vórtices están estacionarios y la resistividad desaparece. La resistencia debida a este efecto es mínima en comparación con la de los materiales no superconductores, pero debe tenerse en cuenta en experimentos sensibles. Sin embargo, a medida que la temperatura disminuye lo suficiente por debajo de la transición superconductora nominal, estos vórtices pueden congelarse en una fase desordenada pero estacionaria conocida como "vidrio de vórtice". Por debajo de esta temperatura de transición vítrea de vórtice, la resistencia del material se vuelve realmente cero.

Transición de fase

Comportamiento de la capacidad calorífica (c v , azul) y la resistividad (ρ, verde) en la transición de fase superconductora

En materiales superconductores, las características de superconductividad aparecen cuando la temperatura T desciende por debajo de una temperatura crítica T c . El valor de esta temperatura crítica varía de un material a otro. Los superconductores convencionales suelen tener temperaturas críticas que oscilan entre 20  K y menos de 1 K. El mercurio sólido , por ejemplo, tiene una temperatura crítica de 4,2 K. A partir de 2015, la temperatura crítica más alta encontrada para un superconductor convencional es 203 K para H 2 S , aunque se requirieron altas presiones de aproximadamente 90 gigapascales. [18] Los superconductores de cuprato pueden tener temperaturas críticas mucho más altas: YBa 2 Cu 3 O 7 , uno de los primeros superconductores de cuprato en ser descubierto, tiene una temperatura crítica por encima de 90 K, y se han encontrado cupratos a base de mercurio con temperaturas críticas en exceso de 130 K. El mecanismo físico básico responsable de la alta temperatura crítica aún no está claro. Sin embargo, está claro que se trata de un emparejamiento de dos electrones, aunque la naturaleza del emparejamiento ( ola vs. wave) sigue siendo controvertido. [19]

De manera similar, a una temperatura fija por debajo de la temperatura crítica, los materiales superconductores dejan de superconducir cuando se aplica un campo magnético externo que es mayor que el campo magnético crítico . Esto se debe a que la energía libre de Gibbs de la fase superconductora aumenta cuadráticamente con el campo magnético, mientras que la energía libre de la fase normal es aproximadamente independiente del campo magnético. Si el material se superconduce en ausencia de un campo, entonces la energía libre de la fase superconductora es menor que la de la fase normal y, por lo tanto, para algún valor finito del campo magnético (proporcional a la raíz cuadrada de la diferencia de las energías libres en cero campo magnético) las dos energías libres serán iguales y se producirá una transición de fase a la fase normal. De manera más general, una temperatura más alta y un campo magnético más fuerte conducen a una fracción más pequeña de electrones que son superconductores y, en consecuencia, a una mayor profundidad de penetración de London de campos magnéticos externos y corrientes. La profundidad de penetración se vuelve infinita en la transición de fase.

El inicio de la superconductividad va acompañado de cambios abruptos en varias propiedades físicas, que es el sello distintivo de una transición de fase . Por ejemplo, la capacidad calorífica electrónica es proporcional a la temperatura en el régimen normal (no superconductor). En la transición superconductora, sufre un salto discontinuo y luego deja de ser lineal. A bajas temperaturas, varía en cambio como e −α / T para alguna constante, α. Este comportamiento exponencial es una de las pruebas de la existencia de la brecha energética .

El orden de la transición de la fase superconductora fue un tema de debate durante mucho tiempo. Los experimentos indican que la transición es de segundo orden, lo que significa que no hay calor latente . Sin embargo, en presencia de un campo magnético externo hay calor latente, porque la fase superconductora tiene una entropía menor por debajo de la temperatura crítica que la fase normal. Se ha demostrado experimentalmente [20] que, como consecuencia, cuando el campo magnético aumenta más allá del campo crítico, la transición de fase resultante conduce a una disminución de la temperatura del material superconductor.

Los cálculos de la década de 1970 sugirieron que en realidad podría ser débilmente de primer orden debido al efecto de fluctuaciones de largo alcance en el campo electromagnético. En la década de 1980 se demostró teóricamente con la ayuda de una teoría de campo de desorden , en la que las líneas de vórtice del superconductor juegan un papel importante, que la transición es de segundo orden dentro del régimen de tipo II y de primer orden (es decir, calor latente ) dentro del régimen de tipo I , y que las dos regiones están separadas por un punto tricrítico . [21] Los resultados fueron fuertemente apoyados por simulaciones por computadora de Monte Carlo. [22]

Efecto Meissner

Cuando un superconductor se coloca en un campo magnético externo débil H y se enfría por debajo de su temperatura de transición, el campo magnético se expulsa. El efecto Meissner no hace que el campo se expulse por completo, sino que el campo penetra en el superconductor, pero solo a una distancia muy pequeña, caracterizada por un parámetro  λ , llamado profundidad de penetración de Londres , que decae exponencialmente a cero dentro de la mayor parte del material. El efecto Meissner es una característica definitoria de la superconductividad. Para la mayoría de los superconductores, la profundidad de penetración de Londres es del orden de 100 nm.

El efecto Meissner a veces se confunde con el tipo de diamagnetismo que uno esperaría en un conductor eléctrico perfecto: de acuerdo con la ley de Lenz , cuando se aplica un campo magnético cambiante a un conductor, inducirá una corriente eléctrica en el conductor que crea un campo magnético opuesto. campo. En un conductor perfecto, se puede inducir una corriente arbitrariamente grande y el campo magnético resultante cancela exactamente el campo aplicado.

El efecto Meissner es distinto de esto: es la expulsión espontánea que ocurre durante la transición a la superconductividad. Supongamos que tenemos un material en su estado normal, que contiene un campo magnético interno constante. Cuando el material se enfría por debajo de la temperatura crítica, observaríamos la expulsión abrupta del campo magnético interno, lo que no esperaríamos según la ley de Lenz.

El efecto Meissner recibió una explicación fenomenológica de los hermanos Fritz y Heinz London , quienes demostraron que la energía libre electromagnética en un superconductor se minimiza siempre que

donde H es el campo magnético y λ es la profundidad de penetración de Londres .

Esta ecuación, que se conoce como la ecuación de Londres , predice que el campo magnético en un superconductor decae exponencialmente de cualquier valor que posea en la superficie.

Se dice que un superconductor con poco o ningún campo magnético en su interior está en el estado de Meissner. El estado de Meissner se rompe cuando el campo magnético aplicado es demasiado grande. Los superconductores se pueden dividir en dos clases según cómo se produzca esta avería. En los superconductores de Tipo I , la superconductividad se destruye abruptamente cuando la fuerza del campo aplicado se eleva por encima de un valor crítico H c . Dependiendo de la geometría de la muestra, se puede obtener un estado intermedio [23] que consiste en un patrón barroco [24] de regiones de material normal que llevan un campo magnético mezclado con regiones de material superconductor que no contienen campo. En los superconductores de Tipo II , elevar el campo aplicado más allá de un valor crítico H c 1 conduce a un estado mixto (también conocido como estado de vórtice) en el que una cantidad creciente de flujo magnético penetra en el material, pero no queda resistencia al flujo de corriente eléctrica siempre que la corriente no sea demasiado grande. A una segunda intensidad de campo crítica H c 2 , se destruye la superconductividad. El estado mixto en realidad es causado por vórtices en el superfluido electrónico, a veces llamados fluxones porque el flujo transportado por estos vórtices está cuantificado . La mayoría de los superconductores elementales puros , excepto el niobio y los nanotubos de carbono , son de Tipo I, mientras que casi todos los superconductores impuros y compuestos son de Tipo II.

Momento de Londres

Por el contrario, un superconductor giratorio genera un campo magnético, alineado con precisión con el eje de giro. El efecto, el momento en Londres , fue puesto a buen uso en la Sonda de Gravedad B . Este experimento midió los campos magnéticos de cuatro giroscopios superconductores para determinar sus ejes de giro. Esto fue fundamental para el experimento, ya que es una de las pocas formas de determinar con precisión el eje de rotación de una esfera que de otro modo no tendría características.

Heike Kamerlingh Onnes (derecha), el descubridor de la superconductividad. Paul Ehrenfest , Hendrik Lorentz , Niels Bohr están a su izquierda.

La superconductividad fue descubierta el 8 de abril de 1911 por Heike Kamerlingh Onnes , quien estaba estudiando la resistencia del mercurio sólido a temperaturas criogénicas utilizando el helio líquido recientemente producido como refrigerante . [25] A la temperatura de 4,2 K, observó que la resistencia desaparecía abruptamente. [26] En el mismo experimento, también observó la transición superfluida del helio a 2,2 K, sin reconocer su importancia. La fecha precisa y las circunstancias del descubrimiento solo se reconstruyeron un siglo después, cuando se encontró el cuaderno de Onnes. [27] En décadas posteriores, se observó superconductividad en varios otros materiales. En 1913, se descubrió que el plomo se superconducía a 7 K, y en 1941 se descubrió que el nitruro de niobio se superconducía a 16 K.

Se han dedicado grandes esfuerzos a descubrir cómo y por qué funciona la superconductividad; el paso importante ocurrió en 1933, cuando Meissner y Ochsenfeld descubrieron que los superconductores expulsaban campos magnéticos aplicados, un fenómeno que ha llegado a conocerse como efecto Meissner . [28] En 1935, Fritz y Heinz London demostraron que el efecto Meissner era una consecuencia de la minimización de la energía libre electromagnética transportada por la corriente superconductora. [29]

Ecuaciones constitutivas de Londres

El modelo teórico que se concibió por primera vez para la superconductividad era completamente clásico: se resume en las ecuaciones constitutivas de Londres . Fue propuesto por los hermanos Fritz y Heinz London en 1935, poco después del descubrimiento de que los campos magnéticos son expulsados ​​de los superconductores. Un gran triunfo de las ecuaciones de esta teoría es su capacidad para explicar el efecto Meissner , [28] en el que un material expulsa exponencialmente todos los campos magnéticos internos cuando cruza el umbral superconductor. Usando la ecuación de Londres, se puede obtener la dependencia del campo magnético dentro del superconductor con la distancia a la superficie. [30]

Las dos ecuaciones constitutivas de un superconductor de London son:

La primera ecuación se deriva de la segunda ley de Newton para electrones superconductores.

Teorías convencionales (década de 1950)

Durante la década de 1950, los físicos teóricos de la materia condensada llegaron a comprender la superconductividad "convencional" a través de un par de teorías notables e importantes: la teoría fenomenológica de Ginzburg-Landau (1950) y la teoría microscópica de BCS (1957). [31] [32]

En 1950, Landau y Ginzburg idearon la teoría fenomenológica de la superconductividad de Ginzburg-Landau . [33] Esta teoría, que combinó la teoría de Landau de las transiciones de fase de segundo orden con una ecuación de onda similar a la de Schrödinger , tuvo un gran éxito en explicar las propiedades macroscópicas de los superconductores. En particular, Abrikosov mostró que la teoría de Ginzburg-Landau predice la división de superconductores en las dos categorías que ahora se conocen como Tipo I y Tipo II. Abrikosov y Ginzburg fueron galardonados con el Premio Nobel de 2003 por su trabajo (Landau había recibido el Premio Nobel de 1962 por otros trabajos y murió en 1968). La extensión en cuatro dimensiones de la teoría de Ginzburg-Landau, el modelo de Coleman-Weinberg , es importante en la teoría y cosmología cuántica de campos .

También en 1950, Maxwell y Reynolds et al. encontró que la temperatura crítica de un superconductor depende de la masa isotópica del elemento constituyente . [34] [35] Este importante descubrimiento apuntó a la interacción electrón - fonón como el mecanismo microscópico responsable de la superconductividad.

La teoría microscópica completa de la superconductividad fue finalmente propuesta en 1957 por Bardeen , Cooper y Schrieffer . [32] Esta teoría BCS explicó la corriente superconductora como un superfluido de pares de Cooper , pares de electrones que interactúan a través del intercambio de fonones. Por este trabajo, los autores fueron galardonados con el Premio Nobel en 1972.

La teoría BCS se estableció sobre una base más firme en 1958, cuando NN Bogolyubov demostró que la función de onda BCS, que originalmente se había derivado de un argumento variacional, podía obtenerse mediante una transformación canónica del hamiltoniano electrónico . [36] En 1959, Lev Gor'kov mostró que la teoría BCS se redujo a la teoría de Ginzburg-Landau cerca de la temperatura crítica. [37] [38]

Las generalizaciones de la teoría BCS para superconductores convencionales forman la base para la comprensión del fenómeno de superfluidez , porque caen en la clase de universalidad de transición lambda . La medida en que estas generalizaciones se pueden aplicar a superconductores no convencionales sigue siendo controvertida.

Más historia

La primera aplicación práctica de la superconductividad se desarrolló en 1954 con la invención del criotrón por Dudley Allen Buck . [39] Dos superconductores con valores muy diferentes de campo magnético crítico se combinan para producir un interruptor rápido y simple para elementos de computadora.

Poco después de descubrir la superconductividad en 1911, Kamerlingh Onnes intentó hacer un electroimán con devanados superconductores, pero descubrió que los campos magnéticos relativamente bajos destruían la superconductividad en los materiales que investigaba. Mucho más tarde, en 1955, GB Yntema [40] logró construir un pequeño electroimán de núcleo de hierro de 0,7 teslas con bobinados de alambre de niobio superconductores. Luego, en 1961, JE Kunzler, E. Buehler, FSL Hsu y JH Wernick [41] hicieron el sorprendente descubrimiento de que, a 4,2 kelvin de niobio-estaño , un compuesto que constaba de tres partes de niobio y una parte de estaño, era capaz de soportar una densidad de corriente de más de 100.000 amperios por centímetro cuadrado en un campo magnético de 8,8 tesla. A pesar de ser frágil y difícil de fabricar, el niobio-estaño ha demostrado ser extremadamente útil en superimanes que generan campos magnéticos de hasta 20 tesla. En 1962 TG Berlincourt y RR Hake [42] [43] descubrieron que las aleaciones más dúctiles de niobio y titanio son adecuadas para aplicaciones de hasta 10 tesla. Inmediatamente después, comenzó la producción comercial de alambre supermagnetico de niobio-titanio en Westinghouse Electric Corporation y en Wah Chang Corporation . Aunque el niobio-titanio cuenta con propiedades superconductoras menos impresionantes que las del niobio-estaño, el niobio-titanio se ha convertido, no obstante, en el material de supermagnet "caballo de batalla" más utilizado, en gran medida como consecuencia de su altísima ductilidad y facilidad de fabricación. Sin embargo, tanto el niobio-estaño como el niobio-titanio encuentran una amplia aplicación en los generadores de imágenes médicas de resonancia magnética, imanes de flexión y enfoque para enormes aceleradores de partículas de alta energía y una serie de otras aplicaciones. Conectus, un consorcio europeo de superconductividad, estimó que en 2014, la actividad económica mundial para la que la superconductividad era indispensable ascendió a unos cinco mil millones de euros, y los sistemas de resonancia magnética representaron alrededor del 80% de ese total.

En 1962, Josephson hizo la importante predicción teórica de que una supercorriente puede fluir entre dos piezas de superconductor separadas por una fina capa de aislante. [44] Este fenómeno, ahora llamado efecto Josephson , es explotado por dispositivos superconductores como los SQUID . Se utiliza en las mediciones disponibles más precisas del cuanto de flujo magnético Φ 0  =  h / (2 e ), donde h es la constante de Planck . Junto con la resistividad cuántica de Hall , esto conduce a una medición precisa de la constante de Planck. Josephson fue galardonado con el Premio Nobel por este trabajo en 1973. [45]

En 2008, se propuso que el mismo mecanismo que produce superconductividad podría producir un estado superaislante en algunos materiales, con resistencias eléctricas casi infinitas . [46] El primer desarrollo y estudio del condensado superconductor de Bose-Einstein (BEC) en 2020 sugiere que hay una "transición suave entre" los regímenes BEC y Bardeen-Cooper-Shrieffer . [47] [48]

Cronología de materiales superconductores. Los colores representan diferentes clases de materiales:
  •    BCS (círculo verde oscuro)
  •    Basado en fermiones pesados (estrella verde claro)
  •    Cuprato (diamante azul)
  •    A base de buckminsterfullereno (triángulo púrpura invertido)
  •    Carbono - alótropo (triángulo rojo)
  •    Hierro - a base de pnictógeno (cuadrado naranja)

Hasta 1986, los físicos habían creído que la teoría BCS prohibía la superconductividad a temperaturas superiores a los 30 K. En ese año, Bednorz y Müller descubrieron la superconductividad en el óxido de cobre y bario de lantano (LBCO), un material de perovskita cuprato a base de lantano , que tenía una temperatura de transición de 35 K (Premio Nobel de Física, 1987). [5] Pronto se descubrió que reemplazar el lantano con itrio (es decir, producir YBCO ) elevaba la temperatura crítica por encima de 90 K. [49]

Este salto de temperatura es particularmente significativo, ya que permite al nitrógeno líquido como refrigerante, reemplazando al helio líquido . [49] Esto puede ser importante comercialmente porque el nitrógeno líquido se puede producir de forma relativamente económica, incluso en el lugar. Además, las temperaturas más altas ayudan a evitar algunos de los problemas que surgen con las temperaturas del helio líquido, como la formación de tapones de aire congelado que pueden bloquear las líneas criogénicas y causar una acumulación de presión inesperada y potencialmente peligrosa. [50] [51]

Desde entonces se han descubierto muchos otros superconductores de cuprato, y la teoría de la superconductividad en estos materiales es uno de los principales desafíos pendientes de la física teórica de la materia condensada . [52] Actualmente existen dos hipótesis principales: la teoría del enlace de valencia resonante y la fluctuación de espín, que tiene el mayor apoyo en la comunidad de investigación. [53] La segunda hipótesis propuso que el emparejamiento de electrones en superconductores de alta temperatura está mediado por ondas de espín de corto alcance conocidas como paramagnones . [54] [55] [ dudoso - discutir ]

En 2008, Gubser, Hartnoll, Herzog y Horowitz propusieron la superconductividad holográfica, que utiliza la dualidad holográfica o la teoría de la correspondencia AdS / CFT , como una posible explicación de la superconductividad de alta temperatura en ciertos materiales. [56]

Desde aproximadamente 1993, el superconductor de temperatura más alta conocido era un material cerámico que constaba de mercurio, bario, calcio, cobre y oxígeno (HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8 + δ ) con T c  = 133-138 K. [57] [ 58]

En febrero de 2008, se descubrió una familia de superconductores de alta temperatura a base de hierro. [59] [60] Hideo Hosono, del Instituto de Tecnología de Tokio , y sus colegas encontraron arseniuro de hierro, flúor y oxígeno de lantano (LaO 1 − x F x FeAs), una oxipnictida que se superconduce por debajo de 26 K. Reemplazo del lantano en LaO 1− x F x FeAs con samario conduce a superconductores que funcionan a 55 K. [61]

En 2014 y 2015, el sulfuro de hidrógeno ( H
2S ) a presiones extremadamente altas (alrededor de 150 gigapascales) se predijo por primera vez y luego se confirmó que era un superconductor de alta temperatura con una temperatura de transición de 80 K. [62] [63] [64] Además, en 2019 se descubrió que el lantano hidruro ( LaH
10) se convierte en superconductor a 250 K bajo una presión de 170 gigapascales. [65] [64]

En 2018, un equipo de investigación del Departamento de Física del Instituto de Tecnología de Massachusetts descubrió la superconductividad en el grafeno bicapa con una capa retorcida en un ángulo de aproximadamente 1,1 grados con enfriamiento y aplicando una pequeña carga eléctrica. Incluso si los experimentos no se llevaron a cabo en un entorno de alta temperatura, los resultados se correlacionan menos con los superconductores clásicos pero de alta temperatura, dado que no es necesario introducir átomos extraños. [66] El efecto de superconductividad se produjo como resultado de los electrones torcidos en un vórtice entre las capas de grafeno, llamados "skyrmions". Estos actúan como una sola partícula y pueden emparejarse a través de las capas de grafeno, lo que genera las condiciones básicas necesarias para la superconductividad. [67]

En 2020, un superconductor a temperatura ambiente hecho de hidrógeno, carbono y azufre bajo presiones de alrededor de 270 gigapascales se describió en un artículo publicado en Nature . [68] Esta es actualmente la temperatura más alta a la que cualquier material ha mostrado superconductividad. [64]

"> Reproducir medios
Video de levitación superconductora de YBCO

Los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos que se conocen. Se utilizan en máquinas de resonancia magnética / RMN , espectrómetros de masas , imanes de dirección de haz utilizados en aceleradores de partículas e imanes de confinamiento de plasma en algunos tokamaks . También se pueden utilizar para la separación magnética, donde las partículas débilmente magnéticas se extraen de un fondo de partículas menos magnéticas o no magnéticas, como en las industrias de los pigmentos . También se pueden utilizar en grandes turbinas eólicas para superar las restricciones impuestas por las altas corrientes eléctricas, con un generador de molino de viento superconductor de grado industrial de 3,6 megavatios que se ha probado con éxito en Dinamarca. [69]

En las décadas de 1950 y 1960, se utilizaron superconductores para construir computadoras digitales experimentales usando interruptores criotrónicos . [70] Más recientemente, se han utilizado superconductores para hacer circuitos digitales basados ​​en tecnología cuántica de flujo único rápido y filtros de RF y microondas para estaciones base de telefonía móvil .

Los superconductores se utilizan para construir uniones Josephson, que son los componentes básicos de los SQUID (dispositivos superconductores de interferencia cuántica), los magnetómetros más sensibles que se conocen. Los SQUID se utilizan en microscopios de barrido SQUID y magnetoencefalografía . Se utilizan series de dispositivos Josephson para realizar el voltio SI . Dependiendo del modo particular de operación, una unión Josephson superconductor-aislante-superconductor se puede utilizar como detector de fotones o como mezclador . El gran cambio de resistencia en la transición de la normal- para el estado superconductor se utiliza para termómetros de construcción en criogénicos micro-calorímetro de fotones detectores . El mismo efecto se utiliza en bolómetros ultrasensibles fabricados con materiales superconductores.

Están surgiendo otros mercados tempranos en los que las ventajas relativas de eficiencia, tamaño y peso de los dispositivos basados ​​en la superconductividad de alta temperatura superan los costos adicionales involucrados. Por ejemplo, en las turbinas eólicas, el menor peso y volumen de los generadores superconductores podría generar ahorros en los costos de construcción y torre, compensando los costos más altos para el generador y reduciendo el costo total nivelado de la electricidad (LCOE). [71]

Las aplicaciones futuras prometedoras incluyen redes inteligentes de alto rendimiento , transmisión de energía eléctrica , transformadores , dispositivos de almacenamiento de energía , motores eléctricos (por ejemplo, para propulsión de vehículos, como en vactrains o trenes maglev ), dispositivos de levitación magnética , limitadores de corriente de falla , mejora de dispositivos espintrónicos con materiales superconductores. , [72] y refrigeración magnética superconductora . Sin embargo, la superconductividad es sensible a los campos magnéticos en movimiento, por lo que las aplicaciones que utilizan corriente alterna (por ejemplo, transformadores) serán más difíciles de desarrollar que las que dependen de la corriente continua . En comparación con las líneas eléctricas tradicionales, las líneas de transmisión superconductoras son más eficientes y requieren solo una fracción del espacio, lo que no solo conduciría a un mejor desempeño ambiental, sino que también podría mejorar la aceptación pública para la expansión de la red eléctrica. [73]

  • Heike Kamerlingh Onnes (1913), "por sus investigaciones sobre las propiedades de la materia a bajas temperaturas que llevaron, entre otras cosas, a la producción de helio líquido".
  • John Bardeen , Leon N. Cooper y J. Robert Schrieffer (1972), "por su teoría de la superconductividad desarrollada conjuntamente, generalmente llamada teoría BCS".
  • Leo Esaki , Ivar Giaever y Brian D. Josephson (1973), "por sus descubrimientos experimentales sobre los fenómenos de efecto túnel en semiconductores y superconductores, respectivamente" y "por sus predicciones teóricas de las propiedades de una supercorriente a través de una barrera de túnel, en particular aquellas fenómenos que se conocen generalmente como efectos de Josephson ".
  • Georg Bednorz y K. Alex Müller (1987), "por su importante avance en el descubrimiento de la superconductividad en materiales cerámicos".
  • Alexei A. Abrikosov , Vitaly L. Ginzburg y Anthony J. Leggett (2003), "por sus contribuciones pioneras a la teoría de superconductores y superfluidos". [74]

  • Reflexión de Andreev  : tipo de dispersión de partículas que se produce en las interfaces entre un superconductor y un material en estado normal.
  • Teoría BCS  - Teoría microscópica de la superconductividad
  • Modelo de estado crítico de Bean: modelo  teórico para el comportamiento magnético de algunos superconductores
  • Superconductividad de color  : fenómeno predicho en la materia de los quarks en los quarks
  • Superconductor convencional  : materiales que muestran superconductividad como se describe en la teoría BCS o sus extensiones.
  • Superconductor covalente  : materiales superconductores donde los átomos están unidos por enlaces covalentes.
  • Bombeo de flujo  : proceso para magnetizar superconductores
  • Superconductor de fermiones pesados
  •  Superconductividad de alta temperatura : comportamiento superconductor a temperaturas mucho más altas que el cero absoluto
  • Ley de hogares
  • Superconductor a base de hierro
  • Lista de superconductores
  • Efecto Little-Parks
  • Levitación magnética  : el método mediante el cual un objeto se suspende sin otro soporte que los campos magnéticos.
  • Fenómenos cuánticos  macroscópicos: procesos macroscópicos que muestran el comportamiento cuántico
  • Superconductor  orgánico: compuesto orgánico sintético que exhibe superconductividad a bajas temperaturas.
  • Oxipnictida  : clase de materiales que contienen oxígeno y un elemento del grupo V
  • Corriente persistente: corriente  eléctrica perpetua, que no requiere una fuente de alimentación externa
  • Efecto de proximidad  : fenómenos que ocurren cuando un superconductor está en contacto con un no superconductor.
  • Superconductividad reentrante
  • Superconductor a temperatura ambiente  : material que exhibe superconductividad por encima de 0 ° C
  • Cable de Rutherford  : un tipo de cable eléctrico superconductor
  • Superconductividad de color SU (2)
  • Radiofrecuencia superconductora  : técnica utilizada para lograr un factor de alta calidad en las cavidades resonantes.
  • Clasificación de superconductores  : diferentes tipos de superconductores
  • Superfluidez  : estado de la materia no clásico
  • Superstripes  : fase de simetría rota que favorece el inicio del orden superconductor o superfluido
  • Aplicaciones tecnológicas de la superconductividad
  • Alambre superconductor  : alambres que exhiben resistencia cero
  • Cronología de la tecnología de baja temperatura  : aspecto de la historia
  • Superconductor de tipo I  : tipo de superconductor con un solo campo magnético crítico
  • Superconductor de tipo II  : superconductor caracterizado por la formación de vórtices magnéticos en un campo magnético aplicado
  •  Superconductor no convencional : materiales superconductores no explicados por las teorías establecidas existentes

  1. ^ John Bardeen; Leon Cooper; JR Schriffer (1 de diciembre de 1957). Teoría de la superconductividad . Revisión física . 108 . pag. 1175. Bibcode : 1957PhRv..108.1175B . doi : 10.1103 / physrev.108.1175 . ISBN 978-0-677-00080-0. Consultado el 6 de junio de 2014 .reimpreso en Nikolaĭ Nikolaevich Bogoliubov (1963) La teoría de la superconductividad, vol. 4 , prensa CRC, ISBN  0677000804 , pág. 73
  2. ^ John Daintith (2009). Diccionario de Física de Hechos en Archivo (4ª ed.). Publicación de Infobase. pag. 238. ISBN 978-1-4381-0949-7.
  3. ^ a b John C. Gallop (1990). SQUIDS, los efectos Josephson y la electrónica superconductora . Prensa CRC . págs. 1, 20. ISBN 978-0-7503-0051-3.
  4. ^ Durrant, Alan (2000). Física cuántica de la materia . Prensa CRC. págs. 102-103. ISBN 978-0-7503-0721-5.
  5. ^ a b c JG Bednorz y KA Müller (1986). "Alta T Posible c superconductividad en el sistema Ba-La-Cu-O". Z. Phys. B . 64 (1): 189-193. Código Bibliográfico : 1986ZPhyB..64..189B . doi : 10.1007 / BF01303701 . S2CID  118314311 .
  6. ^ "Superconductividad | CERN" . hogar.cern . Consultado el 29 de octubre de 2020 .
  7. ^ Orthacker, Angelina. "Superconductividad" (PDF) . Universidad Técnica de Graz .
  8. ^ "El superconductor de tipo 1.5 muestra sus rayas" . Mundo de la física . 2009-02-17 . Consultado el 29 de octubre de 2020 .
  9. ^ Gibney, Elizabeth (5 de marzo de 2018). "El descubrimiento de grafeno sorpresa podría revelar secretos de superconductividad" . Noticias. Naturaleza . 555 (7695): 151–2. Código Bib : 2018Natur.555..151G . doi : 10.1038 / d41586-018-02773-w . PMID  29517044 . En general, los superconductores se dividen en dos tipos: convencionales, en los que la actividad puede explicarse mediante la teoría dominante de la superconductividad, y no convencionales, donde no puede.
  10. ^ Grant, Paul Michael (2011). "El gran dilema cuántico". Naturaleza . Nature Publishing Group, una división de Macmillan Publishers Limited. Reservados todos los derechos. 476 (7358): 37–39. doi : 10.1038 / 476037a . PMID  21814269 . S2CID  27665903 .
  11. ^ https://www.sciencedirect.com/user/identity/landing?code=eMkFLu29gpHTckTGHn7OHFzBbex3077yqN0Gp2js&state=retryCounter%3D0%26csrfToken%3D0b94a320-7c06-4332a-4951fp57%producto% 25 % % 253Ainst_assoc% 26returnUrl% 3D% 252Fscience% 252Farticle% 252Fpii% 252FS0370157320300363% 253Fvia% 25253Dihub% 26prompt% 3Dnone% 26cid% 3Darp-0fb9b85e-a9884-808f577
  12. ^ Hirsch, JE; Arce, MB; Marsiglio, F. (15 de julio de 2015). "Clases de materiales superconductores: Introducción y descripción" . Physica C: superconductividad y sus aplicaciones . Materiales superconductores: convencionales, no convencionales e indeterminados. 514 : 1–8. arXiv : 1504.03318 . Bibcode : 2015PhyC..514 .... 1H . doi : 10.1016 / j.physc.2015.03.002 . ISSN  0921-4534 . S2CID  12895850 .
  13. ^ "Clasificación de superconductores" (PDF) . CERN .
  14. ^ Weisskopf, Victor Frederick (1979). "La formación de pares de Cooper y la naturaleza de las corrientes superconductoras" . doi : 10.5170 / CERN-1979-012 . Cite journal requiere |journal=( ayuda )
  15. ^ Van Camp, Michel; Francis, Olivier; Lecocq, Thomas (2017). "Grabación de la historia gravitacional de Bélgica" . Eos . 98 . doi : 10.1029 / 2017eo089743 .
  16. ^ Van Camp, Michel; de Viron, Olivier; Watlet, Arnaud; Meurers, Bruno; Francis, Olivier; Caudron, Corentin (2017). "Geofísica de mediciones terrestres de gravedad variable en el tiempo". Reseñas de Geofísica . 55 (4): 2017RG000566. Código bibliográfico : 2017RvGeo..55..938V . doi : 10.1002 / 2017rg000566 . ISSN  1944-9208 .
  17. ^ Tinkham, Michael (1996). Introducción a la superconductividad . Mineola, Nueva York: Dover Publications, INC. P. 8. ISBN 0486435032.
  18. ^ Drozdov, A; Eremets, M; Troyan, yo; Ksenofontov, V (17 de agosto de 2015). "Superconductividad convencional a 203 kelvin a altas presiones en el sistema de hidruro de azufre". Naturaleza . 525 (2–3): 73–76. arXiv : 1506.08190 . Código Bibliográfico : 2015Natur.525 ... 73D . doi : 10.1038 / nature14964 . PMID  11369082 . S2CID  4468914 .
  19. ^ Tinkham, Michael (1996). Introducción a la superconductividad . Mineola, Nueva York: Dover Publications, INC. P. 16. ISBN 0486435032.
  20. ^ RL Dolecek (1954). "Magnetización adiabática de una esfera superconductora". Revisión física . 96 (1): 25-28. Código Bibliográfico : 1954PhRv ... 96 ... 25D . doi : 10.1103 / PhysRev.96.25 .
  21. ^ H. Kleinert (1982). "Versión de trastorno del modelo de Higgs abeliano y el orden de la transición de fase superconductora" (PDF) . Lettere al Nuovo Cimento . 35 (13): 405–412. doi : 10.1007 / BF02754760 . S2CID  121012850 .
  22. ^ J. Hove; S. Mo; A. Sudbo (2002). "Interacciones de vórtice y cruce inducido térmicamente de superconductividad de tipo I a tipo II" (PDF) . Physical Review B . 66 (6): 064524. arXiv : cond-mat / 0202215 . Código Bibliográfico : 2002PhRvB..66f4524H . doi : 10.1103 / PhysRevB.66.064524 . S2CID  13672575 .
  23. ^ Lev D. Landau; Evgeny M. Lifschitz (1984). Electrodinámica de medios continuos . Curso de Física Teórica . 8 . Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2634-7.
  24. ^ David JE Callaway (1990). "Sobre la notable estructura del estado intermedio superconductor". Física B nuclear . 344 (3): 627–645. Código Bibliográfico : 1990NuPhB.344..627C . doi : 10.1016 / 0550-3213 (90) 90672-Z .
  25. ^ van Delft, Dirk; Kes, Peter (1 de septiembre de 2010). "El descubrimiento de la superconductividad" . Física hoy . 63 (9): 38–43. doi : 10.1063 / 1.3490499 . ISSN  0031-9228 .
  26. ^ Kamerlingh Onnes, Heike (1911). "Otros experimentos con helio líquido. C. Sobre el cambio de resistencia eléctrica de metales puros a temperaturas muy bajas, etc. IV. La resistencia del mercurio puro a temperaturas de helio" . Actas de la Sección de Ciencias . 13 : 1274-1276. Código bibliográfico : 1910KNAB ... 13.1274K .
  27. ^ Dirk vanDelft; Peter Kes (septiembre de 2010). "El descubrimiento de la superconductividad" (PDF) . Física hoy . 63 (9): 38–43. Código Bibliográfico : 2010PhT .... 63i..38V . doi : 10.1063 / 1.3490499 .
  28. ^ a b W. Meissner y R. Ochsenfeld (1933). "Ein neuer Effekt bei Eintritt der Supraleitfähigkeit". Naturwissenschaften . 21 (44): 787–788. Código bibliográfico : 1933NW ..... 21..787M . doi : 10.1007 / BF01504252 . S2CID  37842752 .
  29. ^ F. London y H. London (1935). "Las ecuaciones electromagnéticas del supraconductor" . Actas de la Royal Society de Londres Una . 149 (866): 71–88. Código Bibliográfico : 1935RSPSA.149 ... 71L . doi : 10.1098 / rspa.1935.0048 . JSTOR  96265 .
  30. ^ "Las ecuaciones de Londres" . La Universidad Abierta . Consultado el 16 de octubre de 2011 .
  31. ^ J. Bardeen; LN Cooper y JR Schrieffer (1957). "Teoría microscópica de la superconductividad" . Revisión física . 106 (1): 162-164. Código Bibliográfico : 1957PhRv..106..162B . doi : 10.1103 / PhysRev.106.162 .
  32. ^ a b J. Bardeen; LN Cooper y JR Schrieffer (1957). "Teoría de la superconductividad" . Revisión física . 108 (5): 1175–1205. Código Bibliográfico : 1957PhRv..108.1175B . doi : 10.1103 / PhysRev.108.1175 .
  33. ^ VL Ginzburg y LD Landau (1950). "Sobre la teoría de la superconductividad". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki . 20 : 1064.
  34. ^ E. Maxwell (1950). "Efecto isotópico en la superconductividad de mercurio". Revisión física . 78 (4): 477. Bibcode : 1950PhRv ... 78..477M . doi : 10.1103 / PhysRev.78.477 .
  35. ^ CA Reynolds; B. Serin; WH Wright y LB Nesbitt (1950). "Superconductividad de isótopos de mercurio". Revisión física . 78 (4): 487. Bibcode : 1950PhRv ... 78..487R . doi : 10.1103 / PhysRev.78.487 .
  36. ^ NN Bogoliubov (1958). "Un nuevo método en la teoría de la superconductividad". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki . 34 : 58.
  37. ^ LP Gor'kov (1959). "Derivación microscópica de las ecuaciones de Ginzburg-Landau en la teoría de la superconductividad". Zhurnal Eksperimental'noi i Teoreticheskoi Fiziki . 36 : 1364.
  38. ^ M. Combescot; WV Pogosov; O. Betbeder-Matibet (2013). "BCS ansatz para superconductividad a la luz del enfoque de Bogoliubov y la función de onda exacta de Richardson-Gaudin". Physica C: superconductividad . 485 : 47–57. arXiv : 1111.4781 . Código bibliográfico : 2013PhyC..485 ... 47C . doi : 10.1016 / j.physc.2012.10.011 .
  39. ^ Buck, Dudley A. "El criotrón: un componente informático superconductor" (PDF) . Laboratorio Lincoln, Instituto de Tecnología de Massachusetts . Consultado el 10 de agosto de 2014 .
  40. ^ GBYntema (1955). "Bobinado superconductor para electroimán". Revisión física . 98 (4): 1197. Bibcode : 1955PhRv ... 98.1144. . doi : 10.1103 / PhysRev.98.1144 .
  41. ^ JE Kunzler; E. Buehler; FLS Hsu; JH Wernick (1961). "Superconductividad en Nb3Sn a alta densidad de corriente en un campo magnético de 88 kgauss". Cartas de revisión física . 6 (3): 89–91. Código Bibliográfico : 1961PhRvL ... 6 ... 89K . doi : 10.1103 / PhysRevLett.6.89 .
  42. ^ TG Berlincourt y RR Hake (1962). "Estudios de campo magnético pulsado de aleaciones de metales de transición superconductores en densidades de corriente alta y baja". Boletín de la Sociedad Estadounidense de Física . II-7 : 408.
  43. ^ TG Berlincourt (1987). "Aparición de Nb-Ti como material supermagnet" (PDF) . Criogenia . 27 (6): 283–289. Código Bibliográfico : 1987Cryo ... 27..283B . doi : 10.1016 / 0011-2275 (87) 90057-9 .
  44. ^ BD Josephson (1962). "Posibles nuevos efectos en tunelización superconductora". Letras de física . 1 (7): 251-253. Código Bibliográfico : 1962PhL ..... 1..251J . doi : 10.1016 / 0031-9163 (62) 91369-0 .
  45. ^ "El Premio Nobel de Física 1973" . NobelPrize.org . Consultado el 30 de marzo de 2021 .
  46. ^ "Se ha creado un estado fundamental de la materia recién descubierto, un superaislador" . Science Daily . 9 de abril de 2008 . Consultado el 23 de octubre de 2008 .
  47. ^ "Los investigadores demuestran un superconductor que antes se creía imposible" . phys.org . Consultado el 8 de diciembre de 2020 .
  48. ^ Hashimoto, Takahiro; Ota, Yuichi; Tsuzuki, Akihiro; Nagashima, Tsubaki; Fukushima, Akiko; Kasahara, Shigeru; Matsuda, Yuji; Matsuura, Kohei; Mizukami, Yuta; Shibauchi, Takasada; Shin, Shik; Okazaki, Kozo (1 de noviembre de 2020). "Superconductividad de condensación de Bose-Einstein inducida por la desaparición del estado nemático" . Avances científicos . 6 (45): eabb9052. doi : 10.1126 / sciadv.abb9052 . ISSN  2375-2548 . PMC  7673702 . PMID  33158862 .
  49. ^ a b MK Wu; et al. (1987). "Superconductividad a 93 K en un nuevo sistema compuesto Y – Ba – Cu – O de fase mixta a presión ambiente" . Cartas de revisión física . 58 (9): 908–910. Código Bibliográfico : 1987PhRvL..58..908W . doi : 10.1103 / PhysRevLett.58.908 . PMID  10035069 .
  50. ^ "Introducción al helio líquido" . Rama de Criogenia y Fluidos . Centro de vuelo espacial Goddard, NASA.
  51. ^ "Sección 4.1" Tapón de aire en la línea de llenado " " . Manual del sistema criogénico del magnetómetro de roca superconductora . Empresas 2G. Archivado desde el original el 6 de mayo de 2009 . Consultado el 9 de octubre de 2012 .
  52. ^ Alexei A. Abrikosov (8 de diciembre de 2003). "Superconductores tipo II y el Vortex Lattice" . Conferencia Nobel .
  53. ^ Adam Mann (20 de julio de 2011). "Superconductividad de alta temperatura a los 25: todavía en suspenso" . Naturaleza . 475 (7356): 280–2. Código Bibliográfico : 2011Natur.475..280M . doi : 10.1038 / 475280a . PMID  21776057 .
  54. ^ Pines, D. (2002), "The Spin Fluctuation Model for High Temperature Superconductivity: Progress and Prospects", The Gap Symmetry and Fluctuations in High-Tc Superconductors , NATO Science Series: B, 371 , Nueva York: Kluwer Academic, págs. 111–142, doi : 10.1007 / 0-306-47081-0_7 , ISBN 978-0-306-45934-4
  55. ^ P. Monthoux; AV Balatsky y D. Pines (1991). "Hacia una teoría de la superconductividad a alta temperatura en los óxidos de cuprato correlacionados antiferromagnéticamente" . Phys. Rev. Lett . 67 (24): 3448–3451. Código Bibliográfico : 1991PhRvL..67.3448M . doi : 10.1103 / PhysRevLett.67.3448 . PMID  10044736 .
  56. ^ Dualidad holográfica en la física de la materia condensada; Jan Zaanen, Yan Liu, Ya Sun K.Schalm; 2015, Cambridge University Press, Cambridge
  57. ^ A. Schilling; et al. (1993). "Superconductividad por encima de 130 K en el sistema Hg-Ba-Ca-Cu-O". Naturaleza . 363 (6424): 56–58. Código bibliográfico : 1993Natur.363 ... 56S . doi : 10.1038 / 363056a0 . S2CID  4328716 .
  58. ^ P. Dai; BC Chakoumakos; GF Sun; KW Wong; et al. (1995). "Estudio de síntesis y difracción de polvo de neutrones del superconductor HgBa 2 Ca 2 Cu 3 O 8 + δ por sustitución de Tl". Physica C . 243 (3–4): 201–206. Código bibliográfico : 1995PhyC..243..201D . doi : 10.1016 / 0921-4534 (94) 02461-8 .
  59. ^ Hiroki Takahashi; Kazumi Igawa; Kazunobu Arii; Yoichi Kamihara; et al. (2008). "Superconductividad a 43 K en un compuesto en capas a base de hierro LaO 1 − x F x FeAs". Naturaleza . 453 (7193): 376–378. Código bibliográfico : 2008Natur.453..376T . doi : 10.1038 / nature06972 . PMID  18432191 . S2CID  498756 .
  60. ^ Adrian Cho (30 de octubre de 2014). "Segunda familia de superconductores de alta temperatura descubierta" . ScienceNOW Daily News.
  61. ^ Zhi-An Ren; et al. (2008). "Superconductividad y diagrama de fase en óxidos de arsénico a base de hierro ReFeAsO1-d (Re = metal de tierras raras) sin dopaje con flúor". EPL . 83 (1): 17002. arXiv : 0804.2582 . Código bibliográfico : 2008EL ..... 8317002R . doi : 10.1209 / 0295-5075 / 83/17002 . S2CID  96240327 .
  62. ^ Li, Yinwei; Hao, Jian; Liu, Hanyu; Li, Yanling; Ma, Yanming (7 de mayo de 2014). "La metalización y superconductividad del denso sulfuro de hidrógeno". La Revista de Física Química . 140 (17): 174712. arXiv : 1402.2721 . Código bibliográfico : 2014JChPh.140q4712L . doi : 10.1063 / 1.4874158 . ISSN  0021-9606 . PMID  24811660 . S2CID  15633660 .
  63. ^ Drozdov, AP; Eremets, MI; Troyan, IA; Ksenofontov, V .; Shylin, SI (2015). "Superconductividad convencional a 203 kelvin a altas presiones en el sistema de hidruro de azufre". Naturaleza . 525 (7567): 73–6. arXiv : 1506.08190 . Código Bibliográfico : 2015Natur.525 ... 73D . doi : 10.1038 / nature14964 . ISSN  0028-0836 . PMID  26280333 . S2CID  4468914 .
  64. ^ a b c Madera, Charlie. "Superconductividad a temperatura ambiente lograda por primera vez" . Revista Quanta . Consultado el 29 de octubre de 2020 .
  65. ^ Drozdov, AP; Kong, PP; Minkov, VS; Besedin, SP; Kuzovnikov, MA; Mozaffari, S .; Balicas, L .; Balakirev, FF; Graf, DE; Prakapenka, VB; Greenberg, E .; Knyazev, DA; Tkacz, M .; Eremets, MI (2019). "Superconductividad a 250 K en hidruro de lantano a altas presiones". Naturaleza . 569 (7757): 528–531. arXiv : 1812.01561 . Código bibliográfico : 2019Natur.569..528D . doi : 10.1038 / s41586-019-1201-8 . PMID  31118520 . S2CID  119231000 .
  66. ^ Cao, Yuan ; Fatemi, Valla; Demir, Ahmet; Fang, Shiang; Tomarken, Spencer L .; Luo, Jason Y .; Sánchez-Yamagishi, JD; Watanabe, K .; Taniguchi, T. (5 de marzo de 2018). "Comportamiento del aislador correlacionado a medio llenado en superredes de grafeno de ángulo mágico". Naturaleza . 556 (7699): 80–84. arXiv : 1802.00553 . Código Bib : 2018Natur.556 ... 80C . doi : 10.1038 / nature26154 . ISSN  1476-4687 . PMID  29512654 . S2CID  4601086 .
  67. ^ Madera, Charlie. "Un nuevo giro revela los secretos de la superconductividad" . Revista Quanta . Consultado el 23 de marzo de 2021 .
  68. ^ Kenneth Chang (14 de octubre de 2020). "Finalmente, el primer superconductor a temperatura ambiente" . The New York Times .
  69. ^ Diseño y pruebas de campo del primer rotor ReBCO del mundo para un generador eólico de 3,6 MW "por Anne Bergen, Rasmus Andersen, Markus Bauer, Hermann Boy, Marcel ter Brake, Patrick Brutsaert, Carsten Bührer, Marc Dhallé, Jesper Hansen y Herman ten Kate, 25 de octubre de 2019, Ciencia y tecnología de superconductores.
  70. ^ Brock, David C. (19 de marzo de 2014). "Computadora Cryotron olvidada de Dudley Buck" . Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos . Consultado el 30 de marzo de 2021 .
  71. ^ Islam; et al. (2014). "Una revisión de la góndola de aerogeneradores marinos: desafíos técnicos y tendencias de investigación y desarrollo" . Revisiones de energías renovables y sostenibles . 33 : 161-176. doi : 10.1016 / j.rser.2014.01.085 . hdl : 10453/33256 .
  72. ^ Linder, Jacob; Robinson, Jason WA (2 de abril de 2015). "Espintrónica superconductora". Física de la naturaleza . 11 (4): 307–315. arXiv : 1510.00713 . Código bibliográfico : 2015NatPh..11..307L . doi : 10.1038 / nphys3242 . S2CID  31028550 .
  73. ^ Thomas; et al. (2016). "Líneas de transmisión superconductoras: ¿transferencia de energía eléctrica sostenible con mayor aceptación pública?" . Revisiones de energías renovables y sostenibles . 55 : 59–72. doi : 10.1016 / j.rser.2015.10.041 .
  74. ^ "Todos los premios Nobel de Física" . Nobelprize.org . Nobel Media AB 2014.

  • Norma IEC 60050-815: 2000, Vocabulario electrotécnico internacional (IEV) - Parte 815: Superconductividad
  • Hagen Kleinert (1989). "Líneas de superflujo y vórtice" . Campos de calibre en materia condensada . 1 . World Scientific. ISBN 978-9971-5-0210-2.
  • Anatoly Larkin; Andrei Varlamov (2005). Teoría de las fluctuaciones en superconductores . Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 978-0-19-852815-9.
  • AG Lebed (2008). La física de los superconductores y conductores orgánicos . 110 (1ª ed.). Saltador. ISBN 978-3-540-76667-4.
  • Jean Matricon; Georges Waysand; Charles Glashausser (2003). Las guerras frías: una historia de superconductividad . Prensa de la Universidad de Rutgers. ISBN 978-0-8135-3295-0.
  • "Físico descubre superconductividad exótica" . ScienceDaily . 17 de agosto de 2006.
  • Michael Tinkham (2004). Introducción a la superconductividad (2ª ed.). Libros de Dover. ISBN 978-0-486-43503-9.
  • Terry Orlando; Kevin Delin (1991). Fundamentos de la superconductividad aplicada . Prentice Hall. ISBN 978-0-201-18323-8.
  • Paul Tipler; Ralph Llewellyn (2002). Física moderna (4ª ed.). WH Freeman. ISBN 978-0-7167-4345-3.

  • Todo sobre la superconductividad: propiedades, investigación, aplicaciones con videos, animaciones, juegos
  • Video sobre superconductores tipo I: R = 0 / temperaturas de transición / B es una variable de estado / efecto Meissner / brecha de energía (Giaever) / modelo BCS
  • Conferencias sobre superconductividad (serie de videos, incluidas entrevistas con los principales expertos)
  • Levitación magnética superconductora
  • Imán levitante de vídeo de YouTube
  • Paquete de enseñanza y aprendizaje DoITPoMS - "Superconductividad"