¿Cómo flotan los materiales superconductores en un campo magnético?

La película Avatar me interesó en el tema, pero hasta ahora solo encontré artículos sofisticados cargados de palabras desconocidas. ¿Existe una manera simple de explicar cómo el campo magnético afecta a los materiales superconductores de una manera que hace que floten?

Tu perfil está vacío. Si nos pide que le expliquemos este fenómeno en términos familiares , al menos debería decirnos cuál es su experiencia.
Soy un programador aficionado, casi no tengo bg en física, así que lo más simple posible, por favor :)

Respuestas (2)

Los superconductores flotan no solo por el efecto Meinssner. Flotan debido al bloqueo cuántico . Los puntos débiles muy pequeños en un superconductor delgado permiten que los campos magnéticos penetren, bloqueándolos. Estos se llaman tubos de flujo.

Superconductor de bloqueo cuántico

El efecto Meissner es solo si conviertes un conductor en un superconductor mientras el imán (o campo magnético) está cerca. Colocar un imán cerca de un superconductor existente es un ejemplo de inducción electromagnética que produce levitación magnética.

La mayoría de los ejemplos del efecto Meissner y la inducción electromagnética se realizan con un imán flotante . Intentar hacer flotar un superconductor grueso sin bloqueo cuántico haría que saliera volando rápidamente debido a los campos magnéticos inestables. Cualquier ejemplo de un superconductor flotante se realiza con un superconductor delgado que muestra un bloqueo cuántico.

¿Cómo puede un semiconductor moverse hacia adelante y hacia atrás en una pista magnética si está "fijado" al imán?
@sagar porque las fuerzas magnéticas son débiles. Es suficiente para mantenerlo en su lugar hasta que se aplique una fuerza externa. Sin embargo, el pining cuántico proporcionará un efecto similar a la fricción y lentamente hará que disminuya la velocidad.

Un campo magnético no puede penetrar un superconductor; dado que no hay resistencia al flujo de electrones, el campo crea inmediatamente una corriente en el superconductor, y el campo producido por esa corriente se opone al campo original. Esta es la inducción magnética ordinaria, pero sin pérdidas debido a la superconductividad.

Esencialmente, cada vez que un imán se acerca a un superconductor, el superconductor se convierte inmediatamente en un imán opuesto, produciendo la fuerza que mantiene separados a los dos objetos. La magnitud de esta fuerza depende de la fuerza del imán original.

También hay un fenómeno relacionado conocido como el efecto Meissner , que describe cómo un campo magnético se excluye activamente de una sustancia cuando hace la transición al estado superconductor.

Otro fenómeno relacionado es la fijación de flujo , que ocurre en capas delgadas de superconductores de tipo II. Cuando esto ocurre, las "líneas" del campo magnético quedan atrapadas por el superconductor, pasando a través de tubos no superconductores que están aislados de las regiones superconductoras por vórtices de corriente. Esto crea el efecto de que el superconductor "prefiere" estar en la misma magnitud de campo que existía cuando se creó, resistiendo activamente el movimiento hacia una región de mayor o menor intensidad de campo.

La fijación de flujo también se puede crear en una escala macro formando un superconductor (cualquier tipo) en forma de anillo (toroide).

¿Existe alguna dependencia en la cantidad de energía necesaria para poner a flote un superconductor de masa conocida?
Su fuente dice que está equivocado: por lo tanto, debe tenerse en cuenta que la colocación y la levitación posterior de un imán sobre un material ya superconductor no demuestra el efecto Meissner, mientras que un imán inicialmente estacionario luego es repelido por un superconductor a medida que se enfría a través de su la temperatura crítica sí.
También debo agregar que llamar a esta sustancia (el superconductor a temperatura ambiente) "Unobtanium" en Avatar realmente me hizo reír. Ese término es una broma interna de ingeniería de hace mucho tiempo, que significa cualquier artículo que necesita pero no puede obtener. A menudo me he preguntado si James Cameron tenía la intención de que ese nombre fuera reemplazado por otro antes de que se finalizara el guión para el rodaje.
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