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Abril de 2011 : a supercondutividade completa 100 anos !

Há um século, o holandês Heike Kamerlingh Onnes - grande especialista em criogenia -, produzia o hélio líquido pela primeira vez. A experiência adquirida para realizar esta descoberta será por ele aproveitada alguns anos mais tarde, em 1911, mais precisamente, quando se lança na pesquisa das propriedades elétricas de metais monoatômicos à baixíssimas temperaturas, como mercúrio, estanho e chumbo.

A teoria cinética dos gases de Boltzmann e aquela dos elétrons, de Hendrik Lorentz, baseada nela, levaram a uma predição curiosa. De fato, o célebre Lorde Kelvin deduziu que, no interior de um condutor, os elétrons deveriam estar "parados" no zero absoluto. Se tal fosse o caso, isto significaria que a resistividade elétrica deveria tender ao infinito, à medida que se aproxima da temperatura de 0 Kelvin (K).




O descobridor da supercondutividade, o prêmio Nobel de Física
Heike Kamerlingh Onnes.


Créditos: Museum Boerhaave.


Onnes e outros físicos não acreditaram nisso, antes pensaram que as coisas deveriam se dar ao contrário. A resistividade deveria decrescer progressivamente até o zero. Augustus Matthiessen tinha de fato mostrado, nos anos 1860, que, nos metais, a resistividade geralmente aumentava com a temperatura.


"Door meten, tot weten"... Pela experiência, o conhecimento!

Esta é a máxima que Kamerlingh Onnes vai por em prática no dia 8 de abril de 1911, no momento em que mede com seu assistente, Gilles Holst, a resistência elétrica do mercúrio resfriado com hélio líquido. Naquele dia descobriram a supercondutividade, observando que, a 4,2 Kelvins, a resistividade do mercúrio é nula.

O fenômeno vai apaixonar gerações inteiras de pesquisadores e teóricos do primeiro time partem para a compreensão do fenômeno, como Lev Landau e Pierre Gilles de Gennes. Não é senão graças à mecânica quântica, com a famosa teoria BCS, que, enfim, será compreendido o que ocorre nos supercondutores ditos convencionais.


A supercondutividade sai do laboratório

Frente às propriedades extraordinárias dos supercondutores (permitem transportar a energia elétrica sem perda ou gerar elevados campos magnéticos, por exemplo), iniciam-se os sonhos com uma tecnologia nova, utilizável no quotidiano.

Seria preciso para isto que a supercondutividade pudesse ser obtida não com materiais resfriados a alguns kelvins, mas à temperatura ambiente, ou quase. A esperança de se obter rapidamente esta tecnologia cresceu, em 1986, com a descoberta dos supercondutores de altas temperaturas críticas por Georg Bednorz e Alex Müller. Busca-se, então, compreender os materiais, tais como os cupratos, nos quais uma fase supercondutora aparece a "somente" algumas dezenas de kelvins. Recentemente, trabalhos utilizando teoria de cordas puderam permitir ver um pouco mais claro este fenômeno.



Supercondutores podem "levitar" à baixas temperaturas e na presença de campos magnéticos.

Créditos: Spacebridges.


Hoje, os supercondutores estão presentes em inúmeras áreas. Pode-se citar a eletrônica, o imagiamento médico, os ímãs do LHC (Large Hadron Collider), os Squids, os sensores magnéticos ultrassensíveis e pode-se mesmo especular sobre as propriedades supercondutoras do vácuo ou de eventuais cordas cósmicas.

Um novo site para o público em geral mostra todos os aspectos e a história da supercondutividade desde sua descoberta por Onnes. Embarque para uma viagem fascinante no mundo da supercondutividade, clicando aqui.

Futura Science (Tradução - MIA).


Assuntos Conexos:

Passados quase 10 anos, o sonho se realiza: cabo supercondutor, resfriado com nitrogênio líquido, já é produto comercial!

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Supercondutividade: cabo de média tensão estabelece novo recorde.

Na direção de um transistor supercondutor!


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