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SUPERCONDUTIVIDADE

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SUPERCONDUTIVIDADE
Leiden University, 1911

Um dos 'blue-boys' do laboratório de Kammerlingh Onnes nota que a resistividade do mercúrio desaparece abruptamente próximo de 4K.
Campos magnéticos externos podem destruir a supercondutividade, restaurando o estado de condução natural. O modo como essa transição se dá caracteriza o material em dois tipos:

Em 1933 Walter Meissner e Robert Ochsenfeld descobrem um fenomeno magnético que mostra que superconductores não são apenas condutores perfeitos, mas também apresentam a característica de serem perfeitamente diamagnéticos, repelindo completamente um campo magnético de seu interior.
Supercondutores, portanto, apresentam características incomuns:
Humberto Mariano de Carvalho

Física Moderna e Contemporânea
Prof. Dr. Alex E. de Bernardini

Apesar do desenvolvimento de modelos fenomenológicos com grande poder de previsão nas décadas de 30 e 40, o mecanismo microscópico por trás da supercondutividade não havia sido descoberto até 1957, com Bardeen, Cooper e Schrieffer.
Cooper-pairs
Efeito Meissner
Resistência Zero
: Abaixo de uma certa temperatura crítica Tc, a resistividade elétrica cai realmente à zero (não apenas muito baixa).
Diamagnetismo perfeito
: Um supercondutor expele um campo magnético próximo completamente de seu interior.
Corrente Permanente
: Se uma corrente elétrica é aplicada a um supercondutor de topologia com múltiplas conexões (e.g.: Torus) a corrente fluirá permanentemente, sem nenhuma voltagem aplicada.
Tipo I
: Após um certo valor Bc (campo magnético crítico) o campo magnético interno passa abruptamente para Bi = Be (interno = externo).
Tipo II
: No tipo II, essa transição é gradual e se dá entre dois campos críticos Bc1 e Bc2.
Distorção da Estrutura Iônica
Acoplamento de Elétrons
Comportamento Quântico
Supercondutores High-Tc
Em 1986 uma nova classe de materiais foi descoberta por Bednorz e Müller. Esses materiais se tornavam supercondutores à temperaturas muito mais altas que os conhecidos até então. Um dos compostos formados chegou a apresentar supercondutividade à temperatura 135K.
Outra Física
Em supercondutores de alta temperatura crítica a distancia nominal entre os elétrons do 'cooper-pair' podem ser do tamanho de átamos, consequencia disso é que a repulsão Coulombiana é dominante nessas distancias, fazendo os elétrons se repelirem, em vez de acoplarem-se.
Logo a teoria BCS não explica supercondutividade nesses materiais.
Problemas

2. Sabendo que a energia de blindagem de um par de cooper a T=0K é dada por Eg = 3kTc.
a) Qual a energia em eV necessária para romper com um par de cooper?
b) Qual o comprimento de onda de um fóton cuja energia seja apenas suficiente para quebrar a ligação?
c) Para fótons de menor comprimento de onda, o material se comporta como um supercondutor? Por que?
1. Temos um anel feito de um material potencialmente supercondutor, perpendicular ao seu plano aplica-se um campo magnético B. Em seguida resfriamos o anel a uma temperatura T < Tc e desligamos a fonte que produzia o campo B. O campo magnético no interior do anel permanece? Por que?
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