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Aplicaciones futuras prometedoras incluyen [[transformador]]es de alto rendimiento, dispositivos de almacenamiento de energía, la transmisión de energía eléctrica, motores eléctricos (por ejemplo, para la propulsión de vehículos, como en vactrains o trenes maglev) y dispositivos de levitación magnética. Sin embargo la superconductividad es sensible a los campos magnéticos en movimiento de modo que las aplicaciones que usan corriente alterna (por ejemplo, los transformadores) serán más difícil de elaborar que las que dependen de [[corriente continua]].
Naturaleza, tipos y propiedades. Aunque la superconductividad es una propiedad eléctrica, sus mayores aplicaciones han sido en el campo de las fuerzas magnéticas. Un material superconductor es aquel que no opone resistencia al flujo de electricidad cuando se encuentra por debajo de su temperatura crítica (aproximadamente –273 ºC) y no se excede su densidad crítica de corriente ni su campo magnético crítico.
La superconductividad desaparecerá si se excede la temperatura crítica o si se aplica un campo magnético crítico o una densidad crítica de corriente.
== Véase también ==
* [[Efecto Meissner]]
* [[Superfluidez]]
* [[Condensado de Bose-Einstein]]
== Referencias ==
La respuesta magnética de los superconductores es de dos tipos: 1.- El campo magnético está completamente fuera del cuerpo del superconductor, excepto por una región delgada cerca de la superficie (esto es, diamagnético hasta que se excede el campo crítico). A este efecto se le llama efecto Meissner. Donde excluyen el flujo magnético en su interior haciendo que la inducción magnética sea cero, debido a que la resistividad es igual a cero. El campo eléctrico debe ser cero en un superconductor si está recorrido por una corriente no nula.
{{Listaref}}
== Enlaces externos ==
2.- El comportamiento es similar cuando los campos aplicados son débiles, pero en campos más fuertes el conductor es penetrado gradualmente. Cuando los campos aplicados son menores que el campo crítico más bajo, el campo queda excluido del espécimen; en campos por encima del campo crítico, el campo aplicado comienza a penetrar cada vez más al espécimen hasta que se alcanza el campo crítico superior y el espécimen presenta un comportamiento normal.
* [http://www.youtube.com/watch?v=Iot1hpvbRRM Vídeo que explica la superconductividad en YouTube] (en alemán)
Obtención de los superconductores. De todos los elementos y compuestos estudiados sólo tres están en etapa de producción que son: las aleaciones de Niobio-Estaño (Nb-Sn), Niobio-Titanio (Nb-Ti) y Niobio-Zirconio (Nb-Zr). Estos compuestos presentan distintas corriente crítica t campo crítico, siendo su ductilidad también diferente. El producto se manufactura en la forma de una lámina compuestos de filamentos múltiples. Estos alambres por lo general contienen cobre para estabilizar y proteger el sistema. Si se pasa del estado de superconducción al estado norma, el cobre puede acarrear la corriente por poco tiempo mientras se logra estabilizar la condición de superconductividad o se apaga el sistema. (Articulo enviado por: Juan Tapia Rodriguez, Email: Prefiere anonimato)
* [http://www.youtube.com/watch?v=Z4XEQVnIFmQ Vídeo que explica lo que se podría hacer con la superconductividad en YouTube] (en inglés)
Los superconductores de alta temperatura [editar]
* [http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/064/htm/lossuper.htm Libro sobre superconductividad en la Biblioteca Digital del [[ILCE]]]
Tras algunos años de relativo estancamiento, en 1986 Bednorz y Müller descubrieron que una familia de materiales cerámicos, los óxidos de cobre con estructura de perovsquita, eran superconductores con temperaturas críticas superiores a 90 kelvin. Estos materiales, conocidos como superconductores de alta temperatura, estimularon un renovado interés en la investigación de la superconductividad. Como tema de la investigación pura, estos materiales constituyen un nuevo fenómeno que no se explica por las teorías actuales. Y, debido a que el estado superconductor persiste hasta temperaturas más manejables, superiores al punto de ebullición del nitrógeno líquido, muchas aplicaciones comerciales serían viables, sobre todo si se descubrieran materiales con temperaturas críticas aún mayores.
Obtención de materiales superconductores [editar]
[[Categoría:Estados de la materia]]
Debido a las bajas temperaturas que se necesitan para conseguir la superconductividad, los materiales más comunes se suelen enfriar con helio líquido (el nitrógeno líquido sólo es útil cuando se manejan superconductores de alta temperatura). El montaje necesario es complejo y costoso, utilizándose en muy contadas aplicaciones como, por ejemplo, la construcción de electroimanes muy potentes para resonancia magnética nuclear.
[[Categoría:Superconductividad]]
Sin embargo, en los años 80 se descubrieron los superconductores de alta temperatura, que muestran la transición de fase a temperaturas superiores a la transición líquido-vapor del nitrógeno líquido. Esto ha abaratado mucho los costos en el estudio de estos materiales y abierto la puerta a la existencia de materiales superconductores a temperatura ambiente, lo que supondría una revolución en la industria del siglo XXI. La mayor desventaja de estos materiales es su composición cerámica, lo que lo hace poco apropiado para fabricar cables mediante deformación plástica, el uso más obvio de este tipo de materiales. Sin embargo se han desarrollado técnicas nuevas para la fabricación de cintas como IBAD (deposición asistida mediante haz de iones). Mediante esta técnica se han logrado cables de longitudes mayores de 1 kilómetro.
[[Categoría:Espintrónica]]
Teoría [editar]
Si bien el fenómeno de la superconductividad es un tema abierto en física, en la actualidad hay dos enfoques fundamentales: el microscópico o mecano cuántico (basado en la teoría BCS) y el macroscópico o fenomenológico (en el cual se centra la teoría Ginzburg-Landau).
{{destacado|sl}}
Un superconductor no es simplemente un conductor normal perfecto [editar]
Al contrario de lo que se podría pensar en principio, un superconductor se comporta de un modo muy distinto a los conductores normales: no se trata de un conductor cuya resistencia es cercana a cero, sino que la resistencia es exactamente igual a cero. Esto no se puede explicar mediante los modelos empleados para los conductores habituales, como por ejemplo el modelo de Drude.
[[ar:موصلية فائقة]]
Para demostrar esto vamos a suponer la hipótesis opuesta: imaginemos por un momento que un superconductor se comporta como un conductor normal. En tal caso, tendríamos que los electrones son esparcidos de alguna manera y su ecuación del movimiento sería
[[bg:Свръхпроводимост]]
[[bn:অতিপরিবাহিতা]]
donde es la velocidad media de los electrones, m su masa, e su carga y el campo eléctrico en el que se mueven. Suponiendo que dicho campo varía suavemente, al resolverla llegaríamos a la ley de Ohm:
[[ca:Superconductivitat]]
[[cs:Supravodivost]]
donde es la densidad de corriente, σ la conductividad eléctrica, τ el tiempo entre colisiones, y n la densidad de electrones.
[[da:Superleder]]
Ahora bien, si suponemos que la resistencia tiende a cero, tendríamos que la conductividad tiende a infinito y por lo tanto el tiempo entre colisiones, τ, tendería a infinito. Dicho de otra manera, no habría colisiones en absoluto. Esta es la idea de cómo se comportaría un conductor normal que tuviera resistencia nula. Sin embargo, esto significaría que, puesto que la densidad de corriente no puede ser infinita, la única posibilidad es que el campo eléctrico sea nulo:
[[de:Supraleiter]]
[[en:Superconductivity]]
No obstante, teniendo en cuenta la ley de Faraday, un campo eléctrico nulo implica que el campo magnético ha de ser constante:
[[eo:Superkonduktiveco]]
[[et:Ülijuhtivus]]
pero esto entra en contradicción con el efecto Meissner, de modo que la superconductividad es un fenómeno muy diferente a la que implicaría una "conductividad perfecta", y requiere una teoría diferente que los explique.
[[eu:Supereroankortasun]]
Teoría BCS [editar]
[[fa:ابررسانایی]]
Artículo principal: Teoría BCS
[[fi:Suprajohde]]
La teoría microscópica más aceptada para explicar los superconductores es la Teoría BCS, presentada en 1957. La superconductividad se puede explicar como una aplicación del Condensado de Bose-Einstein. Sin embargo, los electrones son fermiones, por lo que no se les puede aplicar esta teoría directamente. La idea en la que se basa la teoría BCS es que los electrones se aparean formando un par de fermiones que se comporta como un bosón. Esta pareja se denomina par de Cooper y su enlace está justificado en las interacciones de los electrones entre sí mediada por la estructura cristalina del material.
[[fr:Supraconductivité]]
Teoría Ginzburg-Landau [editar]
[[he:מוליכות-על]]
Artículo principal: Teoría Ginzburg-Landau
[[hi:अतिचालकता]]
Otro enfoque diferente es mediante la Teoría Ginzburg-Landau, que se centra más en las propiedades macroscópicas que en la teoría microscópica, basándose en la ruptura de simetrías en la transición de fase.
[[hr:Supravodljivost]]
Esta teoría predice mucho mejor las propiedades de sustancias inhomogéneas, ya que la teoría BCS es aplicable únicamente si la sustancia es homogénea, es decir, si la energía de la banda prohibida es constante en el espacio. Cuando la sustancia es inhomogénea, el problema puede ser intratable desde el punto de vista microscópico.
[[hu:Szupravezetés]]
La teoría se fundamenta en un cálculo variacional en el que se trata de minimizar la energía libre de Helmholz con respecto a la densidad de electrones que se encuentran en el estado superconductor. Las condiciones para aplicar la teoría son
[[hy:Գերհաղորդականություն]]
las temperaturas manejadas tienen que estar cerca de la temperatura crítica, dado que se fundamenta en un desarrollo en serie de Taylor alrededor de Tc.
[[id:Superkonduktivitas]]
La pseudofunción de onda Ψ, así como el potencial vector , tienen que variar suavemente.
[[it:Superconduttività]]
Esta teoría predice dos longitudes características:
[[ja:超伝導]]
longitud de penetración: es la distancia que penetra el campo magnético en el material superconductor
[[ko:초전도 현상]]
longitud de coherencia: es el tamaño aproximado del par de Cooper
[[la:Superconductrum]]
Clasificación [editar]
[[lt:Superlaidumas]]
Artículo principal: Clasificación de los superconductores
[[ml:അതിചാലകത]]
Los superconductores se pueden clasificar en función de:
[[mn:Хэт дамжуулагч]]
Su comportamiento físico, pueden ser de tipo I (con un cambio brusco de una fase a otra, o en otras palabras, si sufre un cambio de fase de primer orden) o de tipo II (si pasan por un estado mixto en que conviven ambas fases, o dicho de otro modo, si sufre un cambio de fase de segundo orden).
[[ms:Kesuperkonduksian]]
La teoría que los explica, llamándose convencionales (si son explicados por la teoría BCS) o no convencionales (en caso contrario).
[[nl:Supergeleiding]]
Su temperatura crítica, siendo de alta temperatura (generalmente se llaman así si se puede alcanzar su estado conductor enfriándolos con nitrógeno líquido, es decir, si Tc > 77K), o de baja temperatura (si no es así).
[[no:Superleder]]
El material de que están hechos, pudiendo ser elementos puros (como el mercurio o el plomo), superconductores orgánicos (si están en forma de fulerenos o nanotubos, lo cual los podría incluir en cierto modo entre los elementos puros, ya que están hechos de carbono), cerámicas (entre las que destacan las del grupo YBCO y el diboruro de magnesio) o aleaciones.
[[pl:Nadprzewodnictwo]]
Aplicaciones [editar]
[[pt:Supercondutividade]]
Los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos conocidos. Se utilizan en los trenes maglev, en máquinas para la resonancia magnética nuclear en hospitales y en el direccionamiento del haz de un acelerador de partículas. También pueden utilizarse para la separación magnética, en donde partículas magnéticas débiles se extraen de un fondo de partículas menos o no magnéticas, como en las industrias de pigmentos.
[[ro:Supraconductibilitate]]
Los superconductores se han utilizado también para hacer circuitos digitales y filtros de radiofrecuencia y microondas para estaciones base de telefonía móvil.
[[ru:Сверхпроводимость]]
Los superconductores se usan para construir uniones Josephson, que son los bloques de construcción de los SQUIDs (dispositivos superconductores de interferencia cuántica), los magnetómetros conocidos más sensibles. Una serie de dispositivos Josephson se han utilizado para definir el voltio en el sistema internacional (SI). En función de la modalidad de funcionamiento, una unión Josephson se puede utilizar como detector de fotones o como mezclador. El gran cambio en la resistencia a la transición del estado normal al estado superconductor se utiliza para construir termómetros en detectores de fotones criogénicos.
[[sh:Supraprovodnost]]
Están apareciendo nuevos mercados donde la relativa eficiencia, el tamaño y el peso de los dispositivos basados en los superconductores de alta temperatura son superiores a los gastos adicionales que ellos suponen.
[[si:සුපිරි සන්නායකතාව]]
Aplicaciones futuras prometedoras incluyen transformadores de alto rendimiento, dispositivos de almacenamiento de energía, la transmisión de energía eléctrica, motores eléctricos (por ejemplo, para la propulsión de vehículos, como en vactrains o trenes maglev) y dispositivos de levitación magnética. Sin embargo la superconductividad es sensible a los campos magnéticos en movimiento de modo que las aplicaciones que usan corriente alterna (por ejemplo, los transformadores) serán más difícil de elaborar que las que dependen de corriente continua.
[[simple:Superconductor]]
[[sk:Supravodivosť]]
[[sl:Superprevodnost]]
[[sq:Superpërcjellshmëria]]
[[sr:Суперпроводност]]
[[sv:Supraledare]]
[[th:สภาพตัวนำยิ่งยวด]]
[[tr:Süper iletken]]
[[uk:Надпровідність]]
[[ur:فوق ایصالیت]]
[[vec:Supercondutività]]
[[vi:Siêu dẫn]]
[[zh:超导现象]]
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