Quais são as características que definem formalmente um material supercondutor?
Passo 1
O enunciado pergunta quais são as características formais que definem um material supercondutor. O conteúdo é de física do estado sólido e mais precisamente do fenômeno da supercondutividade. Para responder, vamos precisar dos conceitos de resistência elétrica, magnetização do material e parâmetros críticos que caracterizam a transição ao estado supercondutor.
Passo 2
Um supercondutor apresenta resistência elétrica exatamente nula abaixo de uma certa temperatura crítica. Formalmente, sua resistividade
satisfaz
para
, onde
é a temperatura crítica do material.
Passo 3
Além de
, um supercondutor exibe o efeito Meissner, isto é, a expulsão completa do campo magnético do seu interior quando na fase supercondutora. Formalmente, o campo magnético
dentro do volume do material vale
para
e para campos externos abaixo de um valor crítico
.
Passo 4
A transição para a fase supercondutora é também caracterizada por parâmetros críticos:
Temperatura crítica
: abaixo dela o material se torna supercondutor.
Campo magnético crítico
(ou, para tipos II, dois campos críticos
e
): acima de
o material volta a comportar-se como normal.
Densidade de corrente crítica
: acima dela a supercondutividade se quebra e surge resistência.
Resposta
As principais características formais de um material supercondutor são:
- Resistividade nula
para . - Expulsão completa do campo magnético interno (efeito Meissner), ou seja,
. - Exibição de parâmetros críticos bem definidos: temperatura crítica
, campo magnético crítico (e, em supercondutores tipo II, e ), e densidade de corrente crítica .