Física

Puede haber defectos en la teoría de los superconductores

Puede haber defectos en la teoría de los superconductores

La superconductividad es el estado cuántico de un material en el que no se presenta resistencia al flujo de corriente. La teoría principal detrás de esta propiedad ha sido que cuando un material se pone en este estado, el superconductor consume energía cero y la almacena durante mucho tiempo como un campo magnético atrapado (TFM). Las tostadoras absorben grandes cantidades de energía eléctrica y, a través de la resistencia de los hilos metálicos del interior, la convierten en calor. Esto es similar a cómo funcionan los superconductores, pero exactamente lo contrario. Los superconductores no ofrecen absolutamente ninguna resistencia a la corriente, y debido a esto almacenan campos magnéticos internos.

Un nuevo estudio realizado por físicos de la Universidad de Houston es el primero en concluir un hallazgo que contradice directamente la teoría anterior en lo que respecta a la física de la superconductividad, conocida como modelo de estado crítico de Bean. Parte de las limitaciones de los superconductores en la actualidad es que para usarlos en aplicaciones prácticas, los materiales a menudo necesitan ser superenfriados y es necesario aplicar grandes cantidades de energía magnética. Estos nuevos hallazgos sugieren que puede haber propiedades de la superconductividad que actualmente se desconocen y conducirán a aplicaciones más prácticas de la tecnología.

Los campos magnéticos atrapados, o TFM, son la principal fuerza impulsora detrás del uso de superconductores. Si ha visto videos de un objeto que aparentemente flota y se mueve, todo el tiempo bloqueado en su lugar, esto es el resultado de la superconductividad y los campos magnéticos atrapados. Si bien la física detrás de tal evento es increíblemente genial, se necesita mucha energía para crear un campo magnético atrapado interno a los superconductores, por lo que de otro modo es inaplicable para el uso práctico general según phys.org.

[Fuente de imagen: Wikimedia]

El modelo actual, el modelo de Bean, sugiere que a medida que se aplican campos magnéticos a un superconductor, se necesitarían 3,2 veces más potencia de entrada como lo haría el TFM. Anteriormente se suponía que esta transferencia de energía era constante y constante, y que requería tiempo y cantidades significativas de energía. Esto obviamente hace que los TFM no sean útiles en la industria moderna, pero una nueva investigación ha encontrado que la transferencia de energía de hecho no es constante, sino que salta muy rápido en respuesta a sobretensiones menores. La mejor parte de esto es que los físicos pudieron controlar estas sobretensiones y lograr una eficiencia de 1: 1 en la transferencia de energía TFM de superconductividad.

Entonces, si ha llegado tan lejos en este artículo increíblemente complejo, es posible que se pregunte cuál es el significado de esto. Probablemente sepa que los imanes se utilizan en motores y generadores, y aumentar la potencia que se puede almacenar en un imán podría significar mucho para las relaciones de tamaño a salida de los motores modernos. Si toma un motor con una salida de par dado y reemplaza todos los imanes en el interior con TFM, entonces verá un 3.2 veces aumento de torque en el mismo volumen. Asimismo, producir la misma cantidad de torque que un motor magnético regular podría lograrse en 10 veces menos espacio, relativamente. Esto significa motores más pequeños con salidas más altas y podría revolucionar las aplicaciones magnéticas en la electrónica moderna.

La nueva capacidad para crear TFM en superconductores significa que el costo se ha reducido significativamente y, a través de más investigaciones, el mundo podría ver aplicaciones prácticas de esta ciencia muy pronto.

[Fuente de imagen: Wikimedia]

Aquí está lo curioso, los físicos detrás del descubrimiento saben que sus hallazgos mejorarán drásticamente una amplia gama de dispositivos magnéticos, pero no saben por qué ni cómo funciona. Han descubierto este nuevo fenómeno que podría revolucionar las aplicaciones modernas de superconductores, pero no tienen idea del alcance o los medios por los que funciona lo que descubrieron. Si lo tuyo es la física y quieres intentar comprender más sobre esta nueva investigación, puedes leer el artículo científico sobre el tema aquí.

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