Superconductividad d'alta temperatura

Archiu:Caps block 0 -piece3 001.jpg

Mostra d'1 mm del superconductor d'alta temperatura Bi-2223.

En superconductividad d'alta temperatura es pot fer referència a dos classificacions dels superconductores: o be es referix a aquells que no responen a la teoria BCS, o be es referix a superconductores en temperatura crítica major que la temperatura d'ebullició del nitrogen (77K). Que faça referència a estes dos classificacions es deu a que, per lo general, la temperatura crítica dels superconductores que no complixen la BCS és major que les d'aquells que sí la seguixen, encara que existixen múltiples excepcions.

Este tipo de superconductividad va ser descoberta en 1986 per Karl Alexander Müller i Johannes Georg Bednorz i va anar immediatament reconeguda pel Premi Nobel de Física de 1987. Des del punt de vista de la classificació feta anteriorment, estos estudis es corresponen en els superconductores que no complixen la teoria BCS, encara que la seua temperatura crítica és major que la de tots els superconductores convencionals coneguts llavors.

La busca d'una comprensió teòrica de la superconductividad d'alta temperatura es considera com un dels problemes més importants sense resoldre en la física. Actualment seguix sent un tema d'intensa investigació experimental i teòrica, en més de 100.000 documents publicats sobre el tema.

Pese a les intenses investigacions, una explicació satisfactòria seguix eludint als científics. Una de les raons per a això és que els materials en qüestió són per lo general molt complexos, en vàries capes de cristals (per eixemple, BSCCO), lo que fa difícil la modelació teòrica. No obstant, en el ràpit ritme de nous descobriments en este camp, molts investigadors són optimistes en una completa comprensió del procés dins de la pròxima década més o menys.

Eixemples

Eixemples de superconductores d'alta temperatura inclouen al La_1.85Ba_0.15CuO₄, i el YBCO (Itri-Bari-Coure-Òxit), el qual és famós per ser el primer material descobert mostrant la superconductividad per damunt del punt d'ebullició del nitrogen líquit. Tots els superconductores d'alta temperatura són de tipo II i no convencionals.

A voltes es diu que el diboruro de magnesi (MgB₂) és un superconductor d'alta temperatura la qual cosa no és molt rigorós, ya que la seua temperatura crítica és 39 K; açò vol dir que el nitrogen líquit no és suficient per a obtindre-ho en estat superconductor. La raó de tal confusió és que entre els superconductores convencionals és el que té la temperatura crítica més elevada en molta diferència sobre els demés superconductores de la seua categoria (com el niobi, en T_c = 9 K, o el germaniuro de niobi, que té T_c = 23 K i és el segon en la seua categoria, tras de el diboruro de magnesi), per lo que la seua T_c és relativament molt alta.

Història

Karl Alexander Müller i Johannes Georg Bednorz treballaven des de 1983 en un laboratori d'investigació d'IBM en Zürich en estructures de perovskitas segons treballs anteriors de A. Sleight de DuPont. En abril de 1986 varen descobrir la superconductividad d'alta temperatura, sent presentat el resultat en una reunió de la Societat Americana de Física en Nova York. En poc temps molts atres centres d'investigació varen comprovar el descobriment. En paralel va començar una busca de substàncies similars en temperatures crítiques més altes. Aixina en 1987 es va descobrir el YBa₂Cu₃O₇ en 93 K i en 1988 el Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O₁₀ en 110 K. El récort ho té des del 2000 el Hg_0,8Tl_0,2Ba₂Ca₂Cu₃O₈ en 138 K.