14 - Materiais Supercondutores

Resumo:

O fenômeno da supercondutividade foi primeiramente observado em 1911 como uma queda para zero da curva de resistividade elétrica em função da temperatura, em baixas temperaturas, no mercúrio metálico. Posteriormente em 1933 descobriu-se que nesse estado supercondutor o material tem propriedade de repelir campos magnéticos externos, podendo gerar o efeito de levitação magnética.As implicações destas descobertas experimentais são enormes para a comunidade científica e para a sociedade. A busca pela compreensão do fenômeno da supercondutividade levou a progressos teóricos significativos, hoje relevantes para diferentes áreas da Física. Tecnologicamente, supercondutores são extremamente importantes, por exemplo, para geração de altos campos magnéticos, necessários para grandes aceleradores de partículas como o CERN e em aplicações médicas (ressonância magnética). Também têm uso em circuitos de computadores quânticos e na busca experimental de novas partículas, como o férmion de Majorana. Os chamados supercondutores convencionais podem ser bem explicados pela teoria de Bardeen–Cooper–Schrieffer (BCS), que recebeu o prêmio Nobel em 1972 pelo modelo. Nesses materiais o estado supercondutor é mediado pela rede cristalina (fônons). No entanto, há uma série de outros materiais (cupratos, férmions pesados, entre outros) que até hoje não há um modelo teórico completo que explique a supercondutividade nestes compostos. Neste módulo iremos desenvolver atividades expositivas e experimentais relacionadas ao fenômeno da supercondutividade. Amostras supercondutoras serão sintetizadas e através de técnicas experimentais iremos explorar as suas propriedades elétricas, térmicas e magnéticas, para que os alunos tenham uma clara compreensão do fenômeno.