{"id":14,"date":"2012-05-17T15:12:56","date_gmt":"2012-05-17T13:12:56","guid":{"rendered":"http:\/\/www3.icmm.csic.es\/superconductividad\/?page_id=14"},"modified":"2018-02-26T12:49:21","modified_gmt":"2018-02-26T12:49:21","slug":"historia","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/wp.icmm.csic.es\/superconductividad\/investigacion\/historia\/","title":{"rendered":"Historia"},"content":{"rendered":"
\"Kamerlingh<\/a>
Kamerlingh Onnes<\/figcaption><\/figure>\n

 <\/p>\n

La superconductividad fue descubierta por Kamerlingh Onnes y Gilles Holst en 1911. Tres a\u00f1os antes Kamerlingh Onnes hab\u00eda conseguido por primera vez la licuefacci\u00f3n del helio lo que le dio la posibilidad de alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto (-273.15 \u00baC = 0K). Debido a este logro recibi\u00f3 el Premio Nobel en 1913.<\/p>\n

\"Walter<\/a>
Walter Meissner<\/figcaption><\/figure>\n

En 1933 Meissner and Ochsenfeld descubrieron que los superconductores expulsaban el campo magn\u00e9tico, m\u00e1s precisamente son perfectos diamagnetos. Estas dos propiedades, conductor perfecto y perfecto diagmagneto (o efecto Meissner), son independientes y caracterizan al estado superconductor como una nueva fase de la materia. Debido al efecto Meissner los superconductores son capaces de realizar sorprendentes muestras de levitaci\u00f3n<\/a>.<\/p>\n

La superconductividad se descubri\u00f3 en un momento en el que no exist\u00edan los conocimientos necesarios de f\u00edsica para poder entenderla. En 1950 Feynman declara que la superconductividad es el problema te\u00f3rico m\u00e1s importante de la \u00e9poca. Lo hab\u00edan intentado resolver (sin \u00e9xito) Einstein, Bohr, Heisenberg, Feynman\u2026 Durante estos a\u00f1os pre-BCS se desarroll\u00f3 toda la maquinaria de la f\u00edsica cu\u00e1ntica<\/a> y de las transiciones de fase<\/a>.<\/p>\n

En 1935 los hermanos London describieron las dos propiedades b\u00e1sicas (resistencia cero<\/a> y expulsi\u00f3n del campo magn\u00e9tico<\/a>) en el marco de la electrodin\u00e1mica. Lo consiguieron gracias a la enorme intuici\u00f3n de que el estado superconductor era una funci\u00f3n de onda cu\u00e1ntica macrosc\u00f3pica con orden en el espacio de las velocidades (en f\u00edsica, espacio de momentos).<\/p>\n

En 1950 Ginzburg y Landau describieron la superconductividad utilizando la teor\u00eda general de Landau de las transiciones de fase<\/a>. Landau recibi\u00f3 el Premio Nobel en 1962. Es una teor\u00eda fenomenol\u00f3gica que describe la fase superconductora a trav\u00e9s de una pseudofunci\u00f3n de onda y que sigue siendo de gran utilidad hoy en d\u00eda. M\u00e1s tarde se demostr\u00f3 que la teor\u00eda de Ginzburg y Landau se pod\u00eda deducir de la teor\u00eda BCS cerca de la temperatura cr\u00edtica y que la pseudofunci\u00f3n de onda era equivalente al centro de masas del par de Cooper<\/a>.<\/p>\n

En 1957 Bardeen, Cooper y Schrieffer resuelven el problema con su teor\u00eda BCS<\/a> y en 1972 reciben el Premio Nobel. En esta teor\u00eda los electrones se aparean en pares de Cooper y forman un estado c\u00faantico colectivo<\/a> macrosc\u00f3pico. El mecanismo o pegamento que hace posible que los electrones se apareen proviene de las vibraciones de los \u00e1tomos de la red. Una de sus predicciones m\u00e1s importantes fue la existencia del gap superconductor<\/a> que explicaba numerosos experimentos y predec\u00eda otros.<\/p>\n

\"Bardeen,<\/a>
Bardeen, Cooper y Schrieffer<\/figcaption><\/figure>\n

En el mismo a\u00f1o que se propuso BCS Abrikosov predijo la posibilidad de que en algunos superconductores existiera un estado mixto donde el material siguiera siendo superconductor pero se permitieran pasar algunas l\u00edneas del campo magn\u00e9tico (no fuera un perfecto diamagneto) a trav\u00e9s de los v\u00f3rtices<\/a>. Estos superconductores se denominaron de tipo II. En presencia de una corriente los v\u00f3rtices pueden crear una resistencia por lo que el superconductor ya no ser\u00eda tampoco un conductor perfecto. Abrikosov y Ginzburg ganaron el Premio Nobel en el a\u00f1o 2003.<\/p>\n

En 1960 Giaever descubri\u00f3 el efecto t\u00fanel en una uni\u00f3n metal-aislante-superconductor con lo que pudo medir el gap superconductor. Este descubrimiento fue clave para el desarrollo del microscopio por efecto t\u00fanel (STM por sus siglas en ingl\u00e9s) que es capaz de producir im\u00e1genes de superficies a nivel at\u00f3mico. En 1962 Josephson descubri\u00f3 que los pares de Cooper pueden pasar por efecto t\u00fanel entre dos superconductores incluso sin diferencia de potencial entre ellos dando lugar a la densidad de supercorriente. Las uniones Josephson se utilizan en los volt\u00edmetros y magnet\u00f3metros m\u00e1s sensibles del mundo (SQUIDS) que son la base para los magnetoencefalogramas que registran la actividad del cerebro (v\u00e9ase aplicaciones<\/a>). Giaver y Josephson ganaron el Premio Nobel en 1973.<\/p>\n

Aunque la teor\u00eda BCS hab\u00eda sido un \u00e9xito absoluto que explicaba el estado superconductor y el mecanismo de la superconductividad era esencialmente una teor\u00eda descriptiva y no pod\u00eda predecir ni la temperatura cr\u00edtica ni el valor del gap ni la diferencia entre unos superconductores y otros. En los a\u00f1os 60 Eliashberg en la Uni\u00f3n Sovi\u00e9tica y Mc Millan en EEUU mejoraron la teor\u00eda BCS desarrollando modelos sobre la interacci\u00f3n electr\u00f3n-fon\u00f3n que fueron capaces de describir diferencias entre compuestos aunque requer\u00edan c\u00e1lculos num\u00e9ricos elaborados. Segu\u00eda sin estar claro sin embargo d\u00f3nde buscar superconductores con temperatura cr\u00edtica m\u00e1s alta.<\/p>\n

Los a\u00f1os 60 y 70 fueron entonces a\u00f1os en los que qu\u00edmicos y f\u00edsicos unieron sus esfuerzos para buscar materiales con temperaturas cr\u00edticas mayores. Bernd Matthias hizo un estudio sistem\u00e1tico primero de la tabla peri\u00f3dica y luego de aleaciones y compuestos y encontr\u00f3 un superconductor de tipo II Nb3Sn con una temperatura cr\u00edtica de 18.5K y un campo magn\u00e9tico cr\u00edtico Hc2 grande. Esto permiti\u00f3 hacer realidad una de las aplicaciones m\u00e1s importantes de los superconductores que primero envision\u00f3 Karmelingh Onnes: las primeras bovinas hechas con cable superconductor que daban lugar a los campos magn\u00e9ticos m\u00e1s potentes de la Tierra (v\u00e9ase aplicaciones<\/a>).<\/p>\n

En estos a\u00f1os se descubri\u00f3 superconductividad en compuestos org\u00e1nicos y en los llamados fermiones pesados que aunque no tienen temperaturas cr\u00edticas altas parece que el mecanismo de superconductividad no proviene de la interacci\u00f3n de los electrones con los fonones. En estos compuestos los electrones son fuertementente correlacionados<\/a> y presentan fases magn\u00e9ticas. Se postula que el magnetismo y la correlaci\u00f3n entre los electrones est\u00e1n detr\u00e1s del mecanismo de superconductividad.<\/p>\n

El gran salto en temperatura cr\u00edtica lo dieron Bednorz y Muller en 1986 cuando la mayor\u00eda de los f\u00edsicos hab\u00edan abandonado la idea de encontrar un superconductor de alta temperatura. Descubrieron el LaSrCuO con una temperatura cr\u00edtica de 36K. Al a\u00f1o siguiente Paul Chu consigui\u00f3 subir la temperatura cr\u00edtica a 93K en YBaCuO por encima del punto de ebullici\u00f3n del nitr\u00f3geno. Posteriormente se han descubierto muchos compuestos con el elemento com\u00fan de los planos de \u00f3xido de cobre que son superconductores de alta temperatura y se denominan \u00abcupratos<\/a>\u00ab. Actualmente la temperatura cr\u00edtica m\u00e1s alta conseguida es 160K.<\/p>\n

Bednorz y Muller recibieron el Premio Nobel en 1987 convirti\u00e9ndose en el Nobel m\u00e1s r\u00e1pido de la historia. Sin embargo los cupratos resultaron dif\u00edciles de entender. Aunque el estado superconductor es tambi\u00e9n un condensado de pares de Cooper presentan fases magn\u00e9ticas y extra\u00f1as propiedades en el estado normal. Hasta el d\u00eda de hoy no se conoce el mecanismo de la superconductividad. Quiz\u00e1s los cupratos tambi\u00e9n se hayan descubierto en un momento en la que la teor\u00eda no estaba preparada como en el caso de Kamerlingh Onnes. La complejidad en entender estos compuestos radica en que tanto la interacci\u00f3n electr\u00f3n-electr\u00f3n como probablemente la interacci\u00f3n electr\u00f3n-fon\u00f3n son fuertes y no es posible con las t\u00e9cnicas actuales resolver exactamente un problema tan complejo.<\/p>\n

\"Bednorz<\/a>
Johannes Georg Bednorz y Karl Alexander M\u00fcller<\/figcaption><\/figure>\n

Recientemente, en el 2008, se ha descubierto otra familia de superconductores basados en planos hierro<\/a>, con una temperatura cr\u00edtica m\u00e1xima conseguida de 56K. Tampoco se conoce el mecanismo de superconductividad de estos compuestos y no se sabe si este mecanismo es similar al de los cupratos.<\/p>\n

Dado que todav\u00eda carecemos de una teor\u00eda predictiva todos los a\u00f1os se descubren materiales interesantes<\/a> con propiedades que no se entienden con la teor\u00eda convencional de los metales. Es por ello que la superconductividad es un campo muy vivo con una intensa actividad cient\u00edfica.<\/p>\n

En la investigaci\u00f3n<\/a> que se realiza en el Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid<\/a> del Consejo Superior de Investigaciones Cient\u00edficas<\/a> (ICMM-CSIC)\u00a0se estudia este problema.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

  La superconductividad fue descubierta por Kamerlingh Onnes y Gilles Holst en 1911. Tres a\u00f1os antes Kamerlingh Onnes hab\u00eda conseguido por primera vez la licuefacci\u00f3n del helio lo que le dio la posibilidad de alcanzar temperaturas cercanas al cero absoluto (-273.15 \u00baC = 0K). Debido a este logro recibi\u00f3 el Premio Nobel en 1913. En … <\/p>\n

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