+ divulgació, superconductivitat!

Avui han vingut els alumnes de batxillerat centífic i científic-tecnològic de l’institud de Centelles a visitar la facultat de ciències i, concretament, a veure l’experiment que en Pep Duran tenia preparat sobre superconducció. Després de la teoria, què és un superconductor, de què està format, quines propietats presenta a certa temperatura, quines són les seves aplicacions,… ELs alumnes han pogut gaudir de l’experiment en el que han vist com un imant levitava sobre un superconductor tipus YBCO refredat mitjançant N₂ líquid.

Fins i tot, amb l’ajuda d’un imant més potent i un altra ceràmica superconductora deiferent (i més petita), s’ha pogut comprovar com també aquesta pot ser aguantada per l’imant si s’aixeca amb precaució (les línies de flux magnètic són excloses pel superconductor (llegiu la teoria de més aball)però algunes l’atravessen, fent així que el pugui sostenir).

La teoria, superconducció

Tenim una peça d’un material ceràmic que anomenem YBCO (de composició YBa₂Cu₃O₇) que presenta propietats metàl·liques a temperatura ambient però per sota de l’anomenada temperatura crítica (T_c) de 80 K (-196 ºC) en aquest cas, presenta superconductivitat. Els superconductors presenten dues característiques notables: 1. Per sota de la temperatura crítica (T_c) a la que es forma l’estat superconductor, la seva resistència elèctrica és nul·la. 2. També per sota de la T_c presenta l’efecte Meissner o d’exclusió d’un camp magnètic. De manera que al col·locar un imant sobre el material superconductor podem observar que el primer levita i gira lliurement, sobre la peça ceràmica, sense cap més resistència que la de l’aire.

L’experiment consisteix en:

– Omplim una càpsula de petri amb N₂ líquid. – Introduïm la peça ceràmica (YBCO) a la càpsula de petri, submergint-la així en el N₂ i, per tant, refredant-la per sota de la seva temperatura crítica. – Finalment dipositem l’imant sobre el superconductor ceràmic observant que l’imant no toca la superfície del superconductor, sinó que levita per sobre d’ell i s’hi manté, per l’efecte (comentat a la teoria) Meissner. – En la càpsula de petri el N₂ líquid no està ben aïllat tèrmicament, de manera que es va evaporant. Això provoca que el material ceràmic vagi pujant de temperatura fins que supera la seva temperatuta crítica, es perden les propietats de superconductor i l’imant deixa de levitar, caient per efecte de la gravetat sobre la peça ceràmica. líquid. – Introduïm la peça ceràmica (YBCO) a la càpsula de petri, submergint-la així en el N₂ i, per tant, refredant-la per sota de la seva temperatura crítica. – Finalment dipositem l’imant sobre el superconductor ceràmic observant que l’imant no toca la superfície del superconductor, sinó que levita per sobre d’ell i s’hi manté, per l’efecte (comentat a la teoria) Meissner. – En la càpsula de petri el N₂ líquid no està ben aïllat tèrmicament, de manera que es va evaporant. Això provoca que el material ceràmic vagi pujant de temperatura fins que supera la seva temperatuta crítica, es perden les propietats de superconductor i l’imant deixa de levitar, caient per efecte de la gravetat sobre la peça ceràmica. I aquí teniu un vídeo que ja vam fer temps enrere:

Trobareu més informació sobre la superconducció a l’entrada que vaig fer al bloc de la nit de la recerca.

I ja ho sabeu, més vídeos a pepquimic del Youtube!