Efecto Meissner para niños
El efecto Meissner, también conocido como efecto Meissner-Ochsenfeld, es un fenómeno sorprendente que ocurre en algunos materiales llamados superconductores. Consiste en que, cuando estos materiales se enfrían a una temperatura muy baja (llamada su temperatura crítica), el campo magnético desaparece por completo de su interior.
Este efecto fue descubierto por los científicos Walter Meissner y Robert Ochsenfeld en 1933. Ellos estaban estudiando cómo se comportaban el plomo y el estaño cuando se enfriaban mucho y se daban cuenta de que el campo magnético era expulsado de estos materiales.
Gracias al efecto Meissner, un material superconductor se comporta como si fuera un imán perfecto que repele cualquier campo magnético. Este descubrimiento fue muy importante porque ayudó a entender que la superconductividad es un estado especial de la materia.
Una de las cosas más curiosas que permite el efecto Meissner es la levitación. Por ejemplo, un imán puede flotar sobre un material superconductor si este último está lo suficientemente frío, como se ve en la imagen.
Contenido
¿Cómo se explica el efecto Meissner?
Para entender el efecto Meissner, los científicos han desarrollado varias teorías. Una de las primeras y más importantes fue la de los hermanos Fritz y Heinz London en 1935. Ellos crearon una ecuación que ayudaba a explicar cómo el campo magnético se comporta en un superconductor.
La Ecuación de London: ¿Qué nos dice?
La ecuación de London nos explica dos cosas clave sobre los superconductores:
- El campo magnético es nulo (no existe) dentro del material superconductor.
- Las corrientes eléctricas que se forman para expulsar el campo magnético solo se encuentran en la superficie del superconductor, en una capa muy delgada. El grosor de esta capa se llama longitud de penetración.
Al principio, los hermanos London pensaron que las partículas que transportaban la electricidad en los superconductores eran electrones individuales. Sin embargo, décadas después, se descubrió que en realidad eran "parejas" de electrones, conocidas como pares de Cooper. A pesar de este detalle, la idea principal de la ecuación de London seguía siendo muy útil para entender el efecto.
¿Por qué es importante la longitud de penetración?
La longitud de penetración nos dice qué tan profundo puede "entrar" un campo magnético en la superficie de un superconductor antes de ser completamente expulsado. Es una medida muy pequeña, del orden de unas pocas capas de átomos. Esto significa que el efecto Meissner es muy eficiente en expulsar el campo magnético.
Avances en la teoría: La Ecuación de Pippard
Con el tiempo, los científicos como Brian Pippard se dieron cuenta de que la ecuación de London tenía algunas limitaciones. En 1953, Pippard propuso una ecuación más completa que explicaba mejor cómo se comportaban los superconductores, especialmente cuando los pares de electrones estaban un poco más separados. Esta nueva ecuación fue confirmada más tarde por una teoría más avanzada llamada teoría BCS.
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Véase también
En inglés: Meissner effect Facts for Kids
