El Descubrimiento de la Superconductividad

H. K. Onnes, Commun. Phys. Lab.12,120, (1911)

H. Kamerlingh Onnes, despues de haber licuado helio con éxito en 1908, investigó la resistividad del mercurio a baja temperatura en 1911. El mercurio se podía hacer muy puro por destilación, y esto es importante porque la resistividad a bajas temperaturas tiende a estar dominada por los efectos de impurezas. Encontró que la resistividad cayó de repente a cero a los 4,2ºK, -una transición de fase a un estado de resistencia cero-. Este fenómeno se denominó superconductividad, y la temperatura a la que se produjo se llamó su temperatura crítica. Comparar con Otros Levitación Magnética ¿Es Resistencia Cero o Solamente Pequeña?

El Plomo como Superconductor

Evidencia de resistencia cero

El plomo es un superconductor de Tipo I con una temperatura crítica de 7,2ºK. Aunque tales superconductores pueden conducir corrientes con resistencia cero, su utilidad está limitada debido a los bajos campos magnéticos críticos. Por encima de una determinada corriente, el campo magnético creado por la corriente, impulsa al material a un estado normal de resistividad.

Si se genera una corriente en un anillo de plomo superconductor, esta persistirá debido a la resistividad cero. Durante varios años se han mantenido corrientes en los anillos de plomo para evaluar el estado de resistencia cero. Una corriente inducida en un anillo de metal ordinario, decaería rápidamente por la disipación de la resistencia ordinaria, pero los anillos superconductores mostrarían un decaimiento constante durante ¡más de mil millones de años!.

Una resistencia exactamente igual a cero, implica un efecto cuántico -una banda de energía prohibida-. Si los portadores de carga no interactúan con su entorno para reducir su energía aunque sea un poco, debe ser porque no pueden -les está prohibido por la conservación de la energía-. Esto implica que para las energías que tienen, no hay estados cuánticos disponibles al alcance. La evidencia de una banda de energía prohibida fue uno de los pasos que condujeron a la teoría BCS de la superconductividad.