Superconductividad

Cuando medía la resistencia eléctrica del mercurio a temperaturas de unos grados sobre el cero absoluto (0 K o -273,15 °C), el físico holandés Kamerlingh Onnes descubrió que su resistencia se desvanecía de pronto a 4,2 K. Se descubrió después que esta transición peculiarmente brusca a la conductividad perfecta se produce en otros varios metales y aleaciones; el fenómeno se denomina superconductividad.

La superconductividad se inicia a una temperatura fija (temperatura crítica o de transición), característica de cada metal en cuestión. La del cinc tiene lugar a 0,88 K, mientras que la del plomo se produce a 7,2 K. La transición al nuevo estado se produce dentro de un margen de menos de una milésima de grado. Con esas características, la superconductividad posee un valor enorme para la producción de pontentísimos electroimanes que no necesitan mucha corriente eléctrica.

La explicación del fenómeno duró casi medio siglo y consiguió el premio Nobel para tres físicos estadounidenses. En los metales, la conductividad eléctrica depende básicamente de procesos de dispersión de partículas (electrones): a menor número de dispersiones, mayor conductividad. En un metal superconductor, las interacciones existentes entre los electrones libres dentro de la estructura reticular y de los iones positivos cercanos producen una deformación de tal estructura. Su efecto consiste en producir una fuerza de atracción indirecta entre los electrones que se repelen mutuamente, que se aparean. Una vez que se han formado algunos pares, se  producen otros. Los pares de Cooper (como se llaman) resultantes son difíciles de disociar mediante los procesos de dispersión. Esos pares tienen también propiedades cuánticas que dificultan su dispersión. La conductividad prospera habiendo pocas colisiones, con lo que se produce la superconductividad; la temperatura de transición señala el comienzo de la producción en masa de los pares de Cooper.