He estado leyendo sobre superconductores y me surge una inquietud acerca de la explicación de la existencia de corrientes dentro del superconductor mientras su campo magnético (dentro también) es cero. Según la ley de Ampère, la corriente encerrada por el superconductor debe ser cero (¿es correcto?). Algunas personas me dicen que la ley de Ampère no podría usarse para superconductores y otras todo lo contrario. Entonces, ¿puedo explicar las supercorrientes en los superconductores con la ley de Ampère? ¿Cómo puedo hacer eso? ¿Es correcto utilizar esta ley con este tipo de materiales?
Las corrientes responsables del efecto Meissner (la cancelación del campo magnético dentro del superconductor) son solo corrientes superficiales, y la cancelación de los campos magnéticos no ocurre en la superficie, aunque decae exponencialmente a medida que se profundiza en el interior de acuerdo con la ecuación de la profundidad de penetración de Londres . Ver por ejemplo esta página que dice:
Este efecto Meissner ocurre cuando los bucles de corriente eléctrica aparecen espontáneamente en la superficie de un material que se vuelve superconductor en presencia de un campo magnético. Estas corrientes crean un campo magnético, similar al de un electroimán. Estas corrientes se ajustan para compensar exactamente el campo magnético aplicado dentro del superconductor. Por lo tanto, el campo magnético total se vuelve igual a cero en el volumen de la muestra y el superconductor está protegido, excepto en su superficie donde se desarrollan las corrientes. Gracias a estas supercorrientes, el superconductor expulsa el campo magnético. Dado que no hay resistencia eléctrica en un superconductor, estas corrientes pueden existir para siempre sin consumir energía.
Entonces, creo que la ley de Ampere implicaría que no puede haber ninguna corriente no despreciable encerrada por un bucle que se encuentre dentro del superconductor mucho más allá de la profundidad de penetración de Londres, pero un bucle que se encuentra cerca de la superficie puede tener una corriente no despreciable porque también puede tener un campo magnético no despreciable a su alrededor. Esta página menciona específicamente el uso de la ley de Ampere en el contexto de los superconductores, por lo que generalmente no puede ser cierto que los superconductores violen la ley de Ampere, aunque es posible que haya condiciones específicas que involucren superconductores en las que no sea seguro usar las leyes de Maxwell, tal vez alguien más pueda hacerlo. comentar sobre esto.