SUPERCONDUCTIVIDAD por el Prof. Dr. D. Miguel Ortuño Ortín, académico de número

La superconductividad es uno de los fenómenos físicos más exóticos y con mayor potencial práctico. Se produce en muchos metales cuando se enfrían a muy bajas temperaturas y se caracteriza por una ausencia de resistencia al paso de la corriente eléctrica. La resistencia eléctrica a bajas temperaturas se debe a los choques de los electrones con las impurezas del material y es la causante del calor que se desprende en cualquier circuito eléctrico, pérdida energética que sería muy conveniente poder eliminar.

En el estado superconductor la resistencia se anula por completo debido a que los electrones se aparean formando los denominados pares de Cooper, que no son dispersados por las impurezas. Para que los electrones se apareen es necesaria una fuerza atractiva entre ellos capaz de vencer su repulsión eléctrica. En los superconductores tradicionales la fuerza atractiva se debe al movimiento de los iones del material, que atraídos por un electrón crean un entorno apropiado para un segundo electrón. La fuerza atractiva de los superconductores de alta temperatura, descubiertos hace dos décadas, aún no se conoce y constituye uno de los grandes retos de la física actual.

Los últimos premios Nóbel de física se concedieron a los rusos Abrikosov y Ginzburg por sus estudios de la superconductividad y al británico Leggett por sus contribuciones al entendimiento de la superfluidez. Ginzburg, junto con Landau, construyó en 1950 una teoría fenomenológica de la superconductividad capaz de explicar todas las observaciones experimentales hasta la fecha. Calculó el campo magnético crítico que elimina la superconductividad y las propiedades de la transición que se produce cuando, al bajar la temperatura, se pasa de un metal normal a un superconductor.

Abrikosov introdujo el concepto de vórtice o filamento de material normal rodeado por líneas de flujo magnético, alrededor de las cuales fluyen supercorrientes. Este concepto permitió la clasificación de los superconductores de acuerdo a si admiten o no vórtices en su interior. Los que lo hacen se denominan de tipo II y presentan un segundo campo magnético crítico que determina la existencia o no de vórtices. Abrikosov también predijo con éxito que los vórtices en un superconductor se ordenan formando una red triangular.

Entre las enormes aplicaciones prácticas que poseería un material que fuera superconductor a temperatura ambiente destacan una reducción de las pérdidas en los cables de alta tensión, trenes con levitación magnética, una mejor calidad en la resonancia magnética y una mayor rapidez de la electrónica digital.