SUPERCONDUCTIVIDAD

La superconductividad es un fenómeno por el cual desaparece por completo la resistencia eléctrica de un material. Este fenómeno fue descubierto por primera vez en el año 1911 en el mercurio después de que Onnes consiguiera licuar Helio a 4 K en 1908 lo que abrió la puerta de la Física de Bajas Temperaturas al disponer de métodos de criogenia de tal grado.

En seguida se encontró que otros metales (cobre, estaño, plomo,...) satisfacían también esta propiedad, aunque todos ellos con un denominador común: solamente la cumplían por debajo de una temperatura crítica que es diferente para cada elemento.

Pero habría que esperar hasta el año 1957 para encontrar una explicación a este fenómeno en base a un nuevo marco que reemplazara la Teoría de Bandas como suporte en el que encontrar la explicación de la conductividad eléctrica. Lo que se conoce como el efecto BCS en honor a sus autores (Bardeem, Cooper y Shieffer) justificaría la aparición de la superconductividad cuando por debajo de la temperatura crítica se produce una transición de fase que afecta solamente a la estructura electrónica del material y que se explica en base a la aparición de lo que se conoce como pares de Cooper.

Un par de Cooper es un par de electrones que se acoplan de tal manera que sus espines son contrarios dando lugar a un momento angular total nulo y un momento lineal total también igual a cero. Parece se que la propagación de ondas de choque en el material conocidas como fonones hace que uno de los electrones de par atraiga a los iones positivos que tiene a su alrededor generándose una especie de onda que luego atrae al otro electrón y sucesivamente a otros iones positivos de tal manera, que se produce una especie de aclarado que facilita que las partículas cargadas se puedan desplazar aceleradas por la presencia de un campo eléctrico externo evitándose las colisiones con los átomos de la red.

La consecuencia es que si creamos una corriente eléctrica en una espira ésta quedaría circulando para siempre. Un experimento evidenció que la corriente circulaba durante dos años.

El reto de la superconductividad ha sido el de que el efecto se produzca a temperatura cada vez más elevadas. Esto se ha ido consiguiendo utilizando materiales compuestos, especialmente óxidos de metales como el YCBO (óxido de ytrio, bario y cobalto).

El problema es que para aleaciones más complejas con mayores temperaturas críticas (por encima de los 200 K en la actualidad) la teoría BCS deja de tener validez. Algunos autores proponen de que en ese dominio y para estos nuevos materiales la superconductividad se debe a una suerte de fenómeno resonante entre electrones que se repelen. Pero lo cierto es que no hay todavía una teoría que consiga explicar este fenómeno de forma totalmente satisfactoria en todos los casos en los que aparece aunque la investigación sigue abierto porque las oportunidades tecnológicas que ofrecería si se consiguiera reproducir a temperaturas ordinarias son muchas y hay importantes intereses económicos detrás.