{"id":8929,"date":"2022-05-05T08:00:18","date_gmt":"2022-05-05T11:00:18","guid":{"rendered":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/?p=8929"},"modified":"2023-03-11T01:27:26","modified_gmt":"2023-03-11T04:27:26","slug":"breve-historia-da-supercondutividade","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/2022\/05\/05\/breve-historia-da-supercondutividade\/","title":{"rendered":"Breve hist\u00f3ria da supercondutividade"},"content":{"rendered":"
\n

[vc_row][vc_column][vc_column_text]<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Um dos fen\u00f4menos mais intrigantes da F\u00edsica \u00e9 a supercondutividade. Foi em 1911, na Universidade de Leiden, na Holanda, que esse fen\u00f4meno foi observado pela primeira vez, pelo f\u00edsico Heike Kamerlingh Onnes<\/a>. Os estudos feitos por Onnes, em 1908, consistiam em submeter o h\u00e9lio gasoso a sucessivos ciclos de resfriamento e, com esse processo, era poss\u00edvel obter temperaturas inferiores a 4 K (kelvin). Dessa forma, Onnes p\u00f4de analisar o comportamento da resist\u00eancia el\u00e9trica para diferentes materiais nessas condi\u00e7\u00f5es. Alguns cientistas pensavam que a resist\u00eancia seria infinita, pois os el\u00e9trons condutores estariam congelados, por\u00e9m Onnes, em 1911, verificou experimentalmente ao estudar o merc\u00fario que a resist\u00eancia el\u00e9trica diminui abruptamente quando esse metal era resfriado em torno de 4,2K, chamada de temperatura cr\u00edtica. Ademais, o estado supercondutor poderia ser destru\u00eddo ao aplicar um campo magn\u00e9tico suficientemente forte, chamado de campo cr\u00edtico [1, 2].<\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Por esse feito, Onnes foi laureado com o Pr\u00eamio Nobel em 1913<\/a>. Assim, diversos cientistas, intrigados com a descoberta, foram para a Holanda a fim de estudar o fen\u00f4meno e, dessa maneira, a Universidade de Leiden se tornou uma das mais prestigiadas da \u00e9poca. Apesar do esfor\u00e7o dos cientistas, at\u00e9 1933 foram descobertos ligas e metais em estados supercondutores, mas nenhum avan\u00e7o de grande impacto foi realizado e pensava-se que os supercondutores possu\u00edam caracter\u00edsticas magn\u00e9ticas de um condutor perfeito (condutor idealizado, o qual possui resistividade nula) [1].\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0No entanto, em 1933, Karl Walther Meissner e Robert Ochsenfeld verificaram que o comportamento de um material em estado supercondutor n\u00e3o era equivalente ao de um condutor perfeito. O fen\u00f4meno observado por eles foi chamado de Efeito Meissner e explicitava que o valor do campo magn\u00e9tico no interior de um supercondutor era nulo, independente das condi\u00e7\u00f5es iniciais. Isso significa que abaixo da temperatura cr\u00edtica o supercondutor \u201cexpulsa\u201d as linhas de campo magn\u00e9tico, independentemente se o campo foi aplicado antes ou depois do resfriamento. Esse efeito \u00e9 a causa da levita\u00e7\u00e3o de um im\u00e3 quando este \u00e9 colocado sobre um supercondutor. Ainda, em um material em estado supercondutor, o fluxo magn\u00e9tico no metal \u00e9 nulo, diferente de um condutor perfeito, no qual o fluxo \u00e9 constante. Com essa descoberta, a supercondutividade passou a ser um novo estado da mat\u00e9ria [1, 2].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Em 1935, o Efeito Meissner foi descrito de maneira satisfat\u00f3ria pelos estudos dos irm\u00e3os London. Esses cientistas alem\u00e3es desenvolveram a Teoria de London, a qual prev\u00ea, matematicamente, o Efeito Meissner, j\u00e1 que no interior da amostra a solu\u00e7\u00e3o da equa\u00e7\u00e3o de London tende a zero. No entanto, essa teoria n\u00e3o explica o porqu\u00ea desse fen\u00f4meno ocorrer. Ainda, os supercondutores podem ser classificados em duas categorias: Tipo I e Tipo II [1].\u00a0<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Os supercondutores do Tipo I n\u00e3o possuem estados mistos, isso significa que acima do valor do campo cr\u00edtico, o estado supercondutor \u00e9 totalmente destru\u00eddo. J\u00e1 os supercondutores do Tipo II, possuem estados mistos, chamados de v\u00f3rtices. Nesse caso, h\u00e1 dois valores de campo cr\u00edtico e, ao atingir o valor do primeiro, ocorre a forma\u00e7\u00e3o dos estados mistos, regi\u00f5es supercondutoras e normais no mesmo material. Ao atingir o valor do segundo campo cr\u00edtico, o material retorna ao estado normal. Usualmente, os materiais do Tipo II possuem temperaturas cr\u00edticas mais elevadas, facilitando seu uso em aplica\u00e7\u00f5es [1, 2].<\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0A teoria que explica o porqu\u00ea da ocorr\u00eancia do fen\u00f4meno da supercondutividade foi desenvolvida pelos norte-americanos John Bardeen, Leon N. Cooper e John R. Schrieffer e foi chamada de Teoria BCS. A base dessa teoria \u00e9 a atra\u00e7\u00e3o entre os el\u00e9trons no estado fundamental, a qual \u00e9 mediada por f\u00f4nons (vibra\u00e7\u00f5es coletivas dos \u00e1tomos que formam a rede cristalina e possuem energia quantizada). Dessa maneira, quando o el\u00e9tron interage com a rede cristalina, ele a deforma e um segundo el\u00e9tron utiliza essa deforma\u00e7\u00e3o para minimizar a sua energia. Esse processo de intera\u00e7\u00f5es ficou conhecido como <\/span>pares de Cooper<\/span><\/i>. Os tr\u00eas cientistas foram laureados com o Pr\u00eamio Nobel em 1972<\/a> pelo desenvolvimento dessa teoria [1, 3].<\/span><\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Apesar da aceita\u00e7\u00e3o e sucesso da Teoria BCS pela comunidade cient\u00edfica, aquela n\u00e3o \u00e9 capaz de explicar o comportamento de supercondutores com valores elevados de temperatura cr\u00edtica. Em 1986, foi descoberto pelos cientistas G. Bednorz e K. A. Muller\u00a0 um material cer\u00e2mico, conhecido como LBCO, que adentrava no estado supercondutor a uma temperatura em torno de 30K, um valor considerado alto. \u00c9 v\u00e1lido ressaltar que trabalhos posteriores \u00e0 Teoria BCS destacavam que havia um limite superior para a temperatura cr\u00edtica e, com a observa\u00e7\u00e3o de uma temperatura cr\u00edtica alta, a \u00e1rea da supercondutividade foi abalada e necessitou-se de novos estudos [1].<\/span><\/p>\n

\u00a0 \u00a0Dessa forma, atualmente n\u00e3o existe uma teoria aceit\u00e1vel pela comunidade cient\u00edfica da exist\u00eancia de um limite superior para os valores de temperatura cr\u00edtica. Ademais, com as verifica\u00e7\u00f5es experimentais de materiais em estados supercondutores a altas temperaturas, tamb\u00e9m n\u00e3o h\u00e1 uma teoria completamente satisfat\u00f3ria para a supercondutividade, considerando essa caracter\u00edstica [1].\u00a0<\/span><\/p>\n

Autora: <\/strong>Rieli Tain\u00e1 Gomes dos Santos.<\/span><\/span><\/p>\n

Refer\u00eancias<\/b> <\/span><\/p>\n

[1] COSTA, M. B. S.; PAV\u00c3O, A. C. Supercondutividade: um s\u00e9culo de desafios e supera\u00e7\u00e3o. <\/span>Revista Brasileira de Ensino de F\u00edsica<\/b>, v. 34, n. 2, p. 2602\u20132615, jun. 2012.\u00a0<\/span><\/span><\/p>\n

[2] BRAN\u00cdCIO, P. S. Introdu\u00e7\u00e3o \u00e0 supercondutividade, suas aplica\u00e7\u00f5es e a mini-revolu\u00e7\u00e3o provocada pela redescoberta do MGB2: uma abordagem did\u00e1tica. <\/span>Revista Brasileira de Ensino de F\u00edsica<\/b>, v. 23, dez. 2001.<\/span><\/span><\/p>\n

[3] ZHAO, X.-S. et al. Physical Mechanism of Superconductivity. <\/span>arXiv:1012.0879 [cond-mat]<\/b>, 3 dez. 2010.<\/span><\/span><\/p>\n

[\/vc_column_text][\/vc_column][\/vc_row][vc_row][vc_column][vc_facebook][\/vc_column][\/vc_row]<\/span><\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

[vc_row][vc_column][vc_column_text] \u00a0 \u00a0Um dos fen\u00f4menos mais intrigantes da F\u00edsica \u00e9 a supercondutividade. Foi em 1911, na Universidade de Leiden, na Holanda, que esse fen\u00f4meno foi observado pela primeira vez, pelo f\u00edsico Heike Kamerlingh Onnes. Os estudos feitos por Onnes, em 1908, consistiam em submeter o h\u00e9lio gasoso a sucessivos ciclos de resfriamento e, com esse […]<\/p>\n","protected":false},"author":398,"featured_media":8930,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":"","_links_to":"","_links_to_target":""},"categories":[4],"tags":[1390,909,1336,1258],"class_list":["post-8929","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-geral","tag-blog-2022","tag-ciencias-exatas","tag-ciencias-exatas-e-tecnologia","tag-rieli-gomes"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8929","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/users\/398"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8929"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8929\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8930"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8929"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8929"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www3.unicentro.br\/petfisica\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8929"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}