¿Cuál es la diferencia entre diamagnetismo y superconductividad?

Básicamente, ¿cuál es la diferencia entre diamagnetismo y superconductividad ?

Según tengo entendido, el diamagnetismo proviene del hecho de que todos los electrones en un sólido, cuando son ejercidos por un campo magnético externo, crean las llamadas corrientes de Foucault que se oponen al campo magnético externo, ¿verdad?

Y en un superconductor, las supercorrientes son en realidad corrientes "normales" en el material, que se oponen al campo magnético.

Pero, ¿esa es toda la historia o la estoy simplificando demasiado?

Respuestas (3)

No tiene que haber corrientes de Foucault para obtener diamagnético. De hecho, puede haber corrientes de Foucault en una placa de hierro, que es ferromagnética. Los diamagnéticos pueden ser aislantes, por lo que no es necesario que haya corrientes. En algunos casos, es energéticamente beneficioso alinear para que el campo magnético se reduzca. Siempre hay tendencias diamagnéticas y paramagnéticas luchando, y en algunos materiales una es más fuerte que la otra.

El campo magnético puede entrar en diamagnético y solo se expulsa ligeramente (la mayoría de las veces). Significa que en su interior se reduce el campo magnético. Por las razones descritas anteriormente, el diamagnetismo suele ser bastante pequeño. En el caso de los superconductores, el campo magnético no puede entrar en absoluto. Eso siempre que sea lo suficientemente pequeño y el superconductor sea de tipo uno clásico. El campo magnético dentro del superconductor es cero. Puedes pensar en los superconductores como diamagnéticos ideales. Pero tenga en cuenta que los superconductores son más que eso.

Entonces, si no es la corriente de Foucault la que contrarresta el campo eléctrico externo en un diamagnet, ¿qué es entonces?
Es efecto de mecánica cuántica, en pura teoría clásica no puede haber ni diamagnetismo ni paramagnetismo. En una aproximación estricta, se puede pensar que el diamagnetismo se debe al campo magnético causado por los electrones que orbitan el núcleo. Estos electrones pueden pensarse como un bucle de corriente, lo cual no es del todo una buena descripción, pero funciona.

Una respuesta más formal que la que perfectamente describe Jaroslaw Komlar .

El diamagnetismo es una propiedad de la materia, la superconductividad es un estado de la materia.

El diamagnetismo describe cómo reacciona un material cuando se sumerge en un campo magnético. El paramagnetismo dice casi lo mismo. La diferencia entre paramagnetismo y diamagnetismo es solo el signo de la respuesta del material con respecto al campo magnético. Un diamagnético es repelido por un campo magnético, mientras que un paramagnético es atraído por un campo magnético. Al revés: un material diamagnético tiende a repeler el campo magnético aplicado, mientras que un material paramagnético tiende a favorecer el campo magnético aplicado. La diferencia entre dia y paramagnetismo se mide como la respuesta de la magnetización METRO = x H por un cambio del campo magnético H , en términos de la susceptibilidad (magnética) x . Cuando x < 0 , se dice que el material es diamagnético, cuando x > 0 , se dice que el material es paramagnético.

Claramente diferente ahora, la superconductividad es el estado caracterizado por un diamagnetismo perfecto por debajo de una temperatura dada (en alguna condición de presión normal, para un campo magnético débil, ...)

También podría haber elegido caracterizar el estado superconductor con el voltaje V respuesta a una corriente aplicada I , cuando a la susceptibilidad se le suele llamar resistencia: V = R I . Para la resistencia positiva, tiene un metal Ohm, si imagina que podría existir una resistencia negativa (solo las no linealidades permiten que exista una resistencia negativa ficticia, por lo que ya estamos fuera del alcance de la teoría de la respuesta lineal como se analiza aquí) puede decir que tener un amplificador. Superconductor es el estado caracterizado por una resistencia cero.

La principal diferencia entre los diamagnetos y los superconductores es que los superconductores exhiben el efecto Meissner, mientras que los diamagnetos no necesariamente exhiben el efecto Meissner. Ambos materiales evitan que los campos magnéticos aplicados externamente entren en la mayor parte de la muestra cuando se enfrían en ausencia de campos magnéticos. Sin embargo, si enfría un material diamagnético, por ejemplo, un conductor en presencia de un campo magnético externo, el material intenta preservar el campo magnético en su mayor parte según la ley de Faraday. El material superconductor, por otro lado, expulsa el campo magnético de su volumen (efecto Meissner) una vez que la temperatura es inferior a la temperatura de transición. Todos los superconductores son diamagnetos, mientras que todos los diamagnetos no son superconductores.