Există două tipuri supraconductivitate : cel de temperatură scăzută sau convențional, care apare în general doar la câteva grade de zero absolut și este bine înțeles de fizicienii teoreticieni; și cel de temperatură ridicată despre care, deocamdată, știm puține lucruri.

Dacă ar exista o modalitate de a crea această electricitate la temperatura camerei, lumea ar putea fi revoluționată în ceea ce privește modul în care este transportată, stocată și produsă energia, având chiar un impact asupra reducerii emisiilor de gaze cu efect de seră, care provoacă încălzirea globală.

Superconductivitatea: când a fost descoperit fenomenul?

Pe 8 aprilie 1911, fizicianul Heike Kamerlingh Onnes a descoperit un fenomen capabil să schimbe totul. Descoperirea a fost făcută prin intermediul unui fir de mercur și a modului în care acesta își pierde rezistența electrică atunci când se află la o temperatură scăzută de 4,2 grade peste zero absolut (-273,15°C).

La mijlocul anilor 1950, cercetătorii americani John Bardeen, Leon Cooper și John Robert Schrieffer au reușit să propună o explicație plauzibilă a supraconductibilității la temperaturi scăzute.

Conform fizicii cuantice, în momentul în care electronii sunt grupați împreună (perechi Cooper), aceștia încearcă să scape de barierele normale pentru a deveni liberi, prin intermediul unui solid. O astfel de împerechere este cauzată de influența fononilor, care nu sunt altceva decât o vibrație structurală a atomilor care formează solidul.

Atunci când sunt supuse la temperaturi ridicate, aceste vibrații sunt perturbate. Din acest motiv, acest grup de conductori convenționali funcționează doar sub 40 K, iar pentru a fi răciți, au nevoie de prezența heliului. Această teorie, cunoscută și sub numele de "BCS", a fost distinsă cu Premiul Nobel pentru fizică în 1972.

De ce se utilizează supraconductivitatea?

Din cauza cunoștințelor limitate despre modul în care funcționează acești conductori la temperaturi ridicate, aplicațiile practice sunt foarte limitate. Cei care funcționează la temperaturi scăzute și sunt răciți cu heliu lichid sunt utilizați pentru a produce magneți foarte puternici.

Un exemplu în acest sens este magnetul care poate direcționa și accelera particule. Unul dintre cele mai mari produse vreodată este Large Hadron Collider, care poate fi găsit în laboratorul de fizică a particulelor CERN de lângă Geneva, Elveția. Un alt exemplu de utilizare a acestor conductori este în imagistica prin rezonanță magnetică, care utilizează aliaje de niobiu-staniu pentru a vizualiza țesuturile corpului.

Pe măsură ce trec anii și se fac cercetări în acest domeniu, se descoperă grupuri de supraconductori. Unul dintre ei fusese anunțat în 2020 și funcționează la o temperatură aproape de cea a camerei, de 14 ºC. Acesta a fost localizat între două diamante, aproape zdrobind amestecul creat între carbon, sulf și hidrogen.

• Fizicienii detectează pentru prima dată electroni în afara orbitelor lor normale
• Pagina de start
• Fizicienii realizează supraconductibilitatea la temperatura camerei
• Fizicienii creează o supraconductibilitate reglabilă în grafenul răsucit
• Nanoscopul brazilian pentru studierea grafenului este pe coperta revistei Nature