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Definição

O que é supercondutividade?

O termo supercondutividade pode ser definido como uma propriedade presente em alguns materiais capazes de conduzir eletricidade sem resistência elétrica.

supercondutividade
Seção através de cabo supercondutor. Imagem: Kage Mikrofotografie GBR/Science

Existem dois tipos supercondutividade: a de baixa temperatura ou convencional, que geralmente ocorre apenas dentro de alguns graus do zero absoluto e é bem compreendida pelos físicos teóricos; e a alta, que, até o momento, pouco se tem conhecimento.

Se houvesse uma maneira de criar essa eletricidade à uma temperatura ambiente, o mundo poderia ser revolucionado. Uma vez que o modo como a energia é transportada, armazenada e produzida, tendo impacto até na redução na emissão de gases do efeito estufa, que causam o aquecimento global.

Supercondutividade: quando o fenômeno foi descoberto?

No dia 8 de abril de 1911, o físico Heike Kamerlingh Onnes descobriu um fenômeno capaz de mudar tudo. A descoberta deu-se através de um fio de mercúrio e como ele perde a sua resistência elétrica quando está em uma temperatura baixa de 4,2 graus acima do zero absoluto (-273,15 ° C).

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Outros materiais também foram descobertos posteriormente, como por exemplo: o chumbo e o estanho. Em meados da década de 50, os pesquisadores norte-americanos John Bardeen, Leon Cooper e John Robert Schrieffer conseguiram postular uma explicação plausível acerca da supercondutividade em temperaturas baixas.

De acordo com a física quântica, no momento em que os elétrons se agrupam (pares de Cooper), eles tentam escapar das barreiras normais para ficarem livres, através de um sólido. Tal emparelhamento é causado pela influência dos fônons, que nada mais são que uma vibração estrutural dos átomos que formam o sólido.

Quando submetidas a altas temperaturas, essas vibrações acabam sendo interrompidas. Por esse motivo, esse grupo de condutores convencionais funcionam somente abaixo de 40 K, e para ser resfriado, requer a presença de hélio. Essa teoria, também conhecida como “BCS”, foi vencedora do prêmio Nobel de física em 1972.

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Por que a supercondutividade é usada?

Devido a limitação no conhecimento acerca de como esses condutores funcionam em altas temperaturas, as aplicações práticas acabam sendo bastante limitadas. Os que funcionam em baixas temperaturas e resfriados com hélio líquido são usados na fabricação de ímãs muito poderosos.

Um exemplo disso é o ímã que consegue direcionar e acelerar partículas. Um dos maiores já produzidos é o Large Hadron Collider e que pode ser encontrado no laboratório de física de partículas do CERN perto de Genebra, na Suíça. Um outro exemplo de utilização desses condutores é nas ressonâncias magnéticas, que fazem o uso de ligas de nióbio-estanho, para visualizar os tecidos corpóreos.

Com o passar dos anos e investigações sendo feitas nesse campo, grupos de supercondutores estão sendo descobertos. Um deles fora anunciado em 2020, e funciona a uma temperatura quase ambiente, de 14 ºC. foi localizado entre dois diamantes, quase esmagando a mistura criada entre carbono, enxofre e hidrogênio.

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