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8/17/2019 His Tsc Rocio

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Historia de lasuperconductividad

Sucesos imprescindibles en eldesarrollo tecnológico

Profesor Dr. Rafael Baquero Parra

Rocío Contreras Guerrero



SuperconductividadSuperconductividad

Material que a cierta

temperatura critica

la resistencia escero

Al aplicar un campo magnético externo

a un material superconductor el flujomagnético no penetra cuando se

encuentra en el estado superconductor.

“ Efecto Meissner”

1911

1913

1933

1941

1953 1960

19621957 1972

1973

1980

1964 1986

1987

1989 1997

1993 2000

2001

2005

2008

H o l a

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1911• Wilhelm Wien físico alemán recibe el Premio Nobel de

Física por su descubrimiento sobre las leyes de laradiación del calor

• Marie Curie física y química polaca, recibe el PremioNobel de Química por el descubrimiento de loselementos radio y polonio, el aislamiento del radio y elestudio de la naturaleza y compuestos de esteelemento.

• Ernest Rutherford deduce la carga positiva del núcleoatómico.

•Descubrimiento de la superconductividad









• Estaba trabajando con bajastemperaturas y fue el primeroen conseguir helio liquido.

• Al parecer observó que elmercurio transmitía la

electricidad sin pérdidas pordebajo de 4.2 K (-269 °C)

•El físico holandés HeikeKamerlingh Onnes descubrela superconductividad!



• Niels Bohr publico su modelo

atómico, introduciendo la teoría delas órbitas cuantificadas

• Heike Kamerlingh Onnes recibe elPremio Nobel de Física por susinvestigaciones en las características dela materia a bajas temperaturas quepermitieron la producción del heliolíquido

1913

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Al aplicar un campo magnético externo a unmaterial superconductor el flujo magnéticono penetra cuando se encuentra en elestado superconductor

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1941• Se descubre el nitruro de niobio con

propiedades superconductoras a 16K

• Enrico Fermi construye la primera pila

atómica.








1953

• El vanadio-silicio presenta propiedades

superconductoras a 17.5 K• El alemán Hermann Staudinger, recibe el

Premio Nobel de Química, por sus trabajossobre la fabricación del plástico.

• Frits Zernike físico neerlandés obtuvo el premio

Nobel de Física por el método de contraste degases y por la invención del microscopio decontraste de fases.





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1957

• Chen Ning Yang y Tsung-Dao Lee ganan el PremioNobel de Física por su teoría de que las interaccionesdébiles entre partículas elementales no tenían paridadsimétrica

• Hamilton Watch Company introduce el primer relojeléctrico• Se da el lanzamiento del primer satélite artificial. Sputnik

I de la URSS. En este mismo año se lanza el Sputnik 2

con una perra de nombre Laika.• Fue el Año Geofísico Internacional (julio de 1957 adiciembre de 1958)

• Comienza a funcionar el Organismo Internacional deEnergía Atómica (OIEA)

John Bardeen, Leon Cooper yJohn Schieffer desarrollan la

primera teoría aceptada paraexplicar la superconductividad.













La teoría BCS explica la superconductividad a temperaturascercanas al cero absoluto para elementos y aleacionessimples.

• En un metal, los electrones

cargados negativamente ejercenuna atracción sobre los ionespositivos que se encuentran ensu vecindad.

• Se polariza localmente la red.

• Un segundo electrón sentirá unafuerza atractiva.

• Así los electrones se agrupan enpares llamados pares de Cooper. 1. Tc

2. Calor especifico

3. Efecto Meissner











1960• En la década de los 60s se desarrollo un superconductor

de cobre-cubierta de niobio-titanio para un acelerador

electromagnético de partículas de altas energías, en elLaboratorio de Rutherford-Appleton en Inglaterra.

• Donald Arthur Glaser físico y neurobiólogoestadounidense. Recibió el Premio Nobel de Física porla invención de la cámara de burbujas (detector departículas cargadas eléctricamente).

• Se inaugura en Meyrin, cerca de Ginebra, el mayoracelerador de partículas mundial, un sincrotón de 25

GeV de potencia, construido por el CERN.










1962

• Se desarrolla el primer alambre superconductor comercial porcientíficos de Westinghouse. Este cable esta hecho de una aleación

de niobio y titanio (NbTi)

• Lev Davídovich Landau físico y matemático de la Unión Soviética.

Gano el Premio Nobel por sus trabajos en materia condensada,especialmente por súper fluidez del He liquido.

Brian D. Josephson (Universidad deCambridge) predice que la corriente eléctrica

puede fluir entre dos materialessuperconductores aun cuando estánseparados por un material no superconductoro un aislante (fenómeno de tunelamiento).















Efecto Josephson.Este predice que loselectrones podrían tener un

efecto de tunelamiento através de una región nosuperconductora aun en la

ausencia de un voltajeexterno.

A sido aplicado a dispositivos

electrónicos tales como el SQUID(for Superconducting QuantumInterference Device). Este

instrumento es capaz de detectarcampos magnéticos muy débiles.

















1964• Bills Little de la Universidad de Stanford sugiere la

posibilidad de superconductores orgánicos (basados encarbono).

• Charles Hard Townes, Nikolái Guennádievich Basov yAlexandr Mijaílovich Prokhorov reciben el Premio Nobel

en Física por su trabajo en el campo de electrónicacuántica









1972

• John Bardeen, Leon Cooper y John Schiefferreciben el Premio Nobel de Física por la TeoríaBSC.









1973

• Leo Esaki e Ivar Giaever ganan el Premio Nobelde Física por el fenómeno de tunelamiento (ensemiconductores y superconductores) y Brian D.

Josephson por el “Efecto Josephson”.• La colaboración Gargamelle descubre las

corrientes neutras del modelo electro-débil.









1980• La década de los 80s fue vital en el desarrollo de la

superconductividad

• Se sintetiza el primer superconductor orgánico por KlausBechgaard de la Universidad de Copenhagen (y otrostres franceses). (TMTSF)2PF6 se tiene que enfriar a

1.2K y someter a alta presión.• James Watson Cronin y Val Logsdon Fitch reciben elPremio Nobel de física por el descubrimiento de lasviolaciones en los principios de la simetría fundamental

en el decaimiento de los K-mesones neutros• El físico alemán Klaus von Klitzing descubre, en

Grenoble, el llamado Efecto Hall.









1986

• Alex Müller y Georg Bednorz del IBM Research Laboratory en

Rüschlikon Suiza desarrollaron un componente cerámico frágilsuperconductor a 30K. Se utilizo, lantano, bario, cobre y oxigenopara la sinterización de este cerámico.

• Ernst Ruska recibe el Premio Nobel de Física por las propiedadesópticas del electrón y por el diseño del primer microscopioelectrónico. Gerd Binnig y Heinrich Rohrer comparten también estepremio por el diseño del microscopio de efecto de tunelamiento.

• Sobre la Antártida se descubre un agujero en la capa de ozono.









1987• Se usa por primera vez el superconductor desarrollado

en los 60s en UK (cobre-cubierta de niobio-titanio). Fue

usado en un acelerador superconductor en el FermilabTevatron en USA.• Alex Müller y Georg Bednorz ganan el Premio Nobel de

Física por sus descubrimientos revolucionarios desuperconductores en materiales cerámicos (cobre-oxido,cupratos)

• Investigadores de la Universidad de Alabama-Hunstville

sustituyen el Itrio por el Lantano en la molécula de AlexMüller y Georg Bednorz alcanzando una temperaturacritica de 92K (YBCO).









1989• La primera compañía en sacar provecho de los

superconductores de altas temperaturas fue

Ilinois Superconductors (ISCO International).Introdujo un sensor de profundidad para equipomedico (77K).

• Norman F. Ramsey recibe el Premio Nobel enFísica por el método de los campos oscilatoriosseparados, por su uso en el Maser (MicrowaveAmplification by Stimulated Emission ofRadiation) de hidrogeno y por otro reloj atómico.Hans G. Dehmelt y Wolfgang Paul lo reciben porel desarrollo de la técnica de atrapar iones









1993• La primera síntesis de mercurio-cupratos se

desarrollo en la Universidad de Colorado y por el

equipo de A. Schilling, M. Cantoni, J. D. Guo, y H. R.Ott de Suiza. Hasta ese momento se había llegado auna Tc 138 K. Este material se logro con talio-dopado, mercurio-cuprato comprimido de loselementos mercurio, talio, bario, calcio, cobre yoxigeno.

• Russell A. Hulse y Joseph H. Taylor Jr. reciben el

Premio Nobel de Física por el descubrimiento de unnuevo tipo de pulsar.• El británico Andrew Wiles revoluciona las matemáticas

al solucionar el último Teorema de Fermat









1997• Investigadores encontraron que a una temperatura

cerca del cero absoluto de una aleación de oro e

indio son superconductores y un magneto natural.Sin embargo el pensamiento convencional soportaque un material con tales propiedades podría noexistir! Desde entonces mas de media docena detales componentes han sido encontrados.

• Steven Chu, Claude, Cohen-Tannoudji y William D.Phillips reciben el Premio Nobel de Física por el

desarrollo de métodos para atrapar átomos con luzláser.





http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2000/index.html





2000• Se han descubierto superconductores de altas

temperaturas sin embargo estos no contienen

cualquier tipo de cobre

• Zhores I. Alferov, Herbert Kroemer y Jack S. Kilby

reciben el Premio Nobel de Física por el desarrollo

de heteroestructuras semiconductoras usadas a altavelocidad y por la invención del circuito integrado.









2001• Investigadores japoneses midieron la temperatura de transición del

magnesio-diboro (MgB2) en 39 Kelvin – temperatura alta si secompara con cualquier aleación elemental o binaria-. Se hacenrefinamientos en la fabricación buscando la forma de usarlo enaplicaciones industriales. Tras pruebas en el laboratorio se encontróMgB2 supera a el NbTi y al cable de Nb3Sn para aplicaciones decampos magnéticos altos en aplicaciones como el MRI (Magnetic

Resonance Imaging).• Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle y Carl E. Wieman reciben el

Premio Nobel de Física por el logro de la condensacion Bose-Eistein en gases diluidos de átomos alcalinos.

2005











2005• Superconductors.ORG descubrieron que el incremento

en la razón de peso de los planos entre las capas de

perovskites pueden incrementar la temperatura detransición Tc significativamente. Esto permitió descubrirno menos de 30 nuevos superconductores de altatemperatura.

• Roy J. Glauber, John L. Hall y Theodor W. Hänschreciben el Premio Nobel de Física por su contribución enla teoría cuántica de coherencia óptica y por sus

contribuciones en el desarrollo de la espectroscopia deprecisión (laser-based).

• AÑO MUNDIAL DE LA FISICA







2008El 6 de marzo del 2008 se encontró que el compuesto

(Sn1.0

Pb0.5

In0.5

)Ba4

Tm5

Cu7

O20+Tiene propiedades superconductoras alrededor de 185.6 Kelvin

Es el primer material con características superconductoras a

temperatura ambiente!





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