Quais são duas mais notáveis características de um supercondutor abaixo de temperatura crítica?

Passo 1

Beleza, o enunciado tá perguntando: “Quais são duas características mais notáveis de um supercondutor quando ele está abaixo da sua temperatura crítica?”
Conteúdo: supercondutividade, que é um assunto de física do estado sólido/eletrodinâmica.
O que vamos precisar?
  • Entender o que significa “resistividade elétrica” e como ela se comporta.
  • Conhecer o tal “efeito Meissner” (expulsão de campo magnético).

Passo 2

Primeira característica: resistividade elétrica igual a zero.
Teoria por trás:
  1. Num metal comum, há um atrito interno (de elétrons com íons), que causa uma resistência (ou resistividade) ao fluxo de corrente.
  2. Em um supercondutor abaixo da temperatura crítica , os elétrons se “embojam” em pares (pares de Cooper) e conseguem se mover sem espalhar com os íons.
  3. Na prática, isso faz a resistividade cair de um valor finito lá em cima de para exatamente quando .
    Resultado: uma corrente elétrica pode percorrer um circuito supercondutor para sempre, sem perder energia.

Passo 3

Segunda característica: efeito Meissner (expulsão de campo magnético).
Teoria por trás:
  1. Num material normal, se você aplica um campo magnético , ele penetra o volume (com alguma resposta magnética, diamagnética ou paramagnética).
  2. Num supercondutor abaixo de , ele se comporta como um diamagneto perfeito: o campo magnético interno vai a zero, .
  3. Isso acontece porque correntes de superfície se geram espontaneamente no supercondutor, cancelando totalmente o campo no interior (solução das equações de Maxwell + condição de fronteira de um supercondutor).
    Na prática: se você tentar empurrar um ímã para dentro, ele é repelido – o campo é “expulso”.

Resposta

As duas características mais notáveis são:
  1. Resistividade elétrica zero ( ).
  2. Expulsão total do campo magnético interno (efeito Meissner, ).

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