¿Es un superconductor realmente un superconductor?

Se sabe que un superconductor es un material con resistencia eléctrica cero. Mi pregunta es, ¿es exactamente cero, un cero teórico, o por razones prácticas realistas es efectivamente cero?

Respuestas (4)

La teoría de la física y la realidad experimental tienen algo así como una relación matemática épsilon delta, en mi opinión.

Aquí hay una revisión del asunto. De la introducción en el PDF del artículo Resistencia en superconductores :

La capacidad de un cable para transportar una corriente eléctrica sin disipación aparente es, sin duda, la propiedad más espectacular del estado superconductor. En condiciones favorables, la resistencia eléctrica de un hilo superconductor puede ser muy baja. Los modelos matemáticos predicen tiempos de vida que superan con creces la edad del universo para cables suficientemente gruesos en las condiciones adecuadas.

En un experimento, se observó que un anillo superconductor transportaba una corriente persistente durante más de un año sin decaimiento medible, con un límite superior para la tasa de decaimiento de una parte en 10^5 en el transcurso de un año.

Sin embargo, en otras circunstancias, como para alambres o películas suficientemente delgados, o en presencia de fuertes campos magnéticos penetrantes, se observan resistencias distintas de cero.

Se incluyen algunas parcelas experimentales.

@anna, cuando dices "relación épsilon delta", ¿quieres decir "sí, exactamente 0.000000000 de resistencia es posible" o quieres decir "no, nunca podemos obtener exactamente 0.000000000 de resistencia" ?
@Pacerier Quiero decir que siempre podemos acercarnos al límite pero no alcanzarlo dentro de nuestras vidas o errores experimentales. Si no podemos medir 0, nunca es 0 para la física.
@anna, quiero decir, ¿realmente observamos 0.0000000... hasta 200 decimales? Porque si lo hiciéramos, podemos decir que es prácticamente cero. ¿O realmente observamos datos de solo ~ 10 decimales?
@Pacerier En las mediciones siempre hay errores experimentales, por lo tanto, la precisión de la declaración "la resistencia es cero" está limitada por esto. Si realmente está interesado, este ieeexplore.ieee.org/xpl/abstractKeywords.jsp?arnumber=4998775 tendrá los errores, pero está detrás de un muro de pago, por lo que debe ir a una biblioteca.

Por debajo de ciertos umbrales críticos, como la temperatura, la corriente, el campo magnético y las impurezas magnéticas, la resistencia de CC es exactamente cero.

Definir exactamente.
Lo que significa que se cae a medida que el sistema se vuelve extenso. Se necesita una conspiración entre todas las cuasipartículas de Bogoliubov que transportan la corriente para reducir la corriente, y esto no sucederá con un cable macroscópico. En teoría, no es exactamente cero, pero para el número de partículas de Avogadro, es exacto para todos los efectos.

Si y no. Cuando llegas a ciertos extremos geométricos (1D, 2D), comienzas a tener otros efectos que dan como resultado una resistencia distinta de cero (deslizamientos de fase, vórtices).

Puede pensar efectivamente en un superconductor a granel en un campo magnético 0 mientras que también está por debajo de la corriente y la temperatura críticas como si tuviera resistencia cero.

La resistencia de una supercorriente es exactamente cero. Las supercorrientes tienen una causa universal: la condensación de Bose-Einstein (BEC) de pares de electrones como bosones, porque los bosones BEC tienen una energía cinética mínima y cuantificada y, por lo tanto, no pueden transferir su energía a otras partículas en porciones arbitrariamente pequeñas. Por lo tanto, la supercorriente puede fluir para siempre.

Esto no es 100% obvio. Todavía hay energía térmica disponible en el sistema, y ​​la distribución incluye partículas con niveles arbitrarios de alta energía. ¿Algunos de estos no pueden alterar las partículas BEC? ¿Quizás esto es similar a preguntar cuán 'aguda' es la región de temperatura de transición superconductora?
En equilibrio, las energías cinéticas de las partículas de cristal son estacionarias, es decir, las altas energías cinéticas están vinculadas a un impulso total cero de cada partícula (como las energías en las moléculas y los átomos). Por lo tanto, las excitaciones observables son solo de unos pocos kT, que no pueden destruir SC por debajo de Tc. Tenga en cuenta que las distribuciones térmicas a Tc bajas están más bien cuantificadas que suaves, por lo que las excitaciones térmicas son más bien de unos pocos kT que de valores mucho más grandes. Por lo tanto, normalmente no hay altas energías "desnudas" que puedan ser absorbidas por las partículas BEC.
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