Superconduttori a 20°C e superconduttori fatti in casa

[jumpjack]

Non sapevo che esistessero materiali che mostrano doti di superconduttività addirittura a temperatura ambiente!!!
http://www.superconductors.org/20C.htm



Ma è superconduttore "per davvero", cioè capace di levitare, mantenere una corrente in circolazione per un tempo quasi indefinito, ecc? O è una "mezza specie" di superconduttore?


Ancora più interessante, sembra che sia possibile farsi "in casa" i superconduttori!
http://www.ornl.gov/info/reports/m/ornlm3063r1/pt7.html

Non proprio "in casa", visto che servono 950°, ma conosco uno che si è costruito un mini-forno a carbon-coke che usa per esperimenti chimici, forse a 950° ci arriva, boh?
Ma sarebbe possibile con questo sistema fabbricare quello da 20°C?

[mrwinch]

Originariamente inviato da jumpjack

Non proprio "in casa", visto che servono 950°, ma conosco uno che si è costruito un mini-forno a carbon-coke che usa per esperimenti chimici, forse a 950° ci arriva, boh?
Ma sarebbe possibile con questo sistema fabbricare quello da 20°C?

I forni per la ceramica possono superare i 1000°C: magari facciamo una colletta e ci costruiamo il nostro ufo

[jumpjack]

Originariamente inviato da mrwinch

I forni per la ceramica possono superare i 1000°C: magari facciamo una colletta

Noi la stiamo facendo davvero, se vuoi partecipare...
Più siamo, meno soldi buttiamo ciascuno. Nel caso, MP.

[gino46]

se ci fossero veramente superconduttori alla temperatura di 20° li avrebbero già usati per gli acceleratori di particelle, invece di usare quelli che devono essere mantenuti a temperature bassissime, secondo me sono bufale.

[jumpjack]

Originariamente inviato da gino46

se ci fossero veramente superconduttori alla temperatura di 20° li avrebbero già usati per gli acceleratori di particelle, invece di usare quelli che devono essere mantenuti a temperature bassissime, secondo me sono bufale.

E' anche vero che questo l'hanno inventato 2 mesi fa!
E mi par di capire in quantita' minuscole (qualche granello)

[bjt2]

Originariamente inviato da gino46

se ci fossero veramente superconduttori alla temperatura di 20° li avrebbero già usati per gli acceleratori di particelle, invece di usare quelli che devono essere mantenuti a temperature bassissime, secondo me sono bufale.

Conta anche la resistenza meccanica, vista la forza a cui sono sottoposti, quantomeno nel transiente di caricamento... Altrimenti i magneti delle risonanze magnetiche sarebbero fatti con materiali che diventano superconduttori a più di 4K...

[Raghnar-The coWolf-]

interessantissimo, qualcuno ha qualcosa di più specifico?

PS: per i superconduttori non è che esistono vie di mezzo. O è superconduttore, oppure no. Anche un conduttore a resistenza zero, non è un superconduttore.

[hibone]

Originariamente inviato da Raghnar-The coWolf-

interessantissimo, qualcuno ha qualcosa di più specifico?

così su due piedi mi verrebbe da pensare che la persona con più possibilità di trovare qualcosa di più specifico sia tu. voglio dire, trovo strano che tu non possa sfruculiare tra i database scientifici cui il tuo ateneo è iscritto. O no?

PS: per i superconduttori non è che esistono vie di mezzo. O è superconduttore, oppure no. Anche un conduttore a resistenza zero, non è un superconduttore.

eh? qui non ti seguo più...

Le vie di mezzo che io sappia esistono, tant'è che i superconduttori vengono distinti in 2 specie e se non vado errando quelli di seconda specie possono avere anche uno stato di transizione che è proprio una via di mezzo, nel senso che la superconduzione si presenta a chiazze e non sull'intero volume del materiale. Per altro, anche se magari è una semplificazione, un conduttore a resistenza zero è un caso limite di superconduttore, un po che il gas ideale è il caso limite di un gas rarefatto.

La definizione, a rigore, dovrebbe stabilire che un materiale è semiconduttore la sua resistività si abbassa con l'abbassarsi della temperatura, fino ad una temperatura limite al di sotto della quale la resistività ha un drop repentino verso zero e non è più proporzionale alla temperatura, però in termini di forum mi pare pura accademia.

Poi vabbé si può discutere quanto si vuole sul fatto che mentre i semiconduttori a bassissima temperatura sono comunque dei conduttori, quelli ad alta temperatura sono isolanti ceramici, ma questo incide poco, o ho preso una cantonata da qualche parte e non me ne sono accorto?

[Raghnar-The coWolf-]

Originariamente inviato da hibone

così su due piedi mi verrebbe da pensare che la persona con più possibilità di trovare qualcosa di più specifico sia tu. voglio dire, trovo strano che tu non possa sfruculiare tra i database scientifici cui il tuo ateneo è iscritto. O no?

Sì ma non c'ho tempo n'è voglia, se qualcuno aveva un link era più facile... :P stasera maybe.

Originariamente inviato da hibone

Le vie di mezzo che io sappia esistono, tant'è che i superconduttori vengono distinti in 2 specie e se non vado errando quelli di seconda specie possono avere anche uno stato di transizione che è proprio una via di mezzo, nel senso che la superconduzione si presenta a chiazze e non sull'intero volume del materiale.

Ni.
Il superconduttore del secondo tipo è comunque un superconduttore.
Ciò che li differenzia dai conduttori non è la resistività bassa mala formazione di coppie di Cooper. E' una cosa mooolto diversa e dà luogo a fenomeni diversi.

Ad esempio nel mondo dei superfluidi (stesso identico principio fisico, i superconduttori sono superfluidi di elettroni) abbiamo il caso del Quark Gluon Plasma che è un fluido perfetto (con viscosità più bassa di alcuni superfluidi) ma non è un superconduttore perchè se lo fosse si comporterebbe in modo diverso.

[hibone]

Originariamente inviato da Raghnar-The coWolf-

Sì ma non c'ho tempo n'è voglia, se qualcuno aveva un link era più facile... :P stasera maybe.

Ni.
Il superconduttore del secondo tipo è comunque un superconduttore.
Ciò che li differenzia dai conduttori non è la resistività bassa mala formazione di coppie di Cooper. E' una cosa mooolto diversa e dà luogo a fenomeni diversi.

Lo dici nell'ottica di non confondere la causa ( comparsa delle coppie di cooper) con l'effetto ( collasso della resistività ) o perché si può avere un azzeramento della resistività anche in assenza di coppie di cooper?

Ad esempio nel mondo dei superfluidi (stesso identico principio fisico, i superconduttori sono superfluidi di elettroni) abbiamo il caso del Quark Gluon Plasma che è un fluido perfetto (con viscosità più bassa di alcuni superfluidi) ma non è un superconduttore perchè se lo fosse si comporterebbe in modo diverso.

Il fatto che il principio fisico sia lo stesso nei due casi, non credo implichi necessariamente che le due tipologie di materiali si comportino allo stesso modo. Anche l'elio può raggiungere lo stato superfluido e non essere un super conduttore.

D'altra parte, stando a quanto si legge sui documenti in rete, la conducibilità del Quark Gluon Plasma è finita, per cui non mi pare si tratti di un materiale con resistività nulla che non forma coppie di cooper, per cui non so dire se rappresenti un'eccezione, ma così su due piedi mi pare di no.

Che cosa mi sono perso?

[Raghnar-The coWolf-]

Rispondo al volo a spizzichi e bocconi data l'ora e dato che sono appena tornato da una partita.

1- L'effetto è la comparsa delle coppie di Cooper, la causa è che l'interazione elettrone-elettrone per mezzo dei fononi (oscillazioni collettive del reticolo, ivi comprese le già citate oscillazioni di plasma) diventa più forte degli altri effetti (verosimilmente più dell'effetto termico) e quindi lega gli elettroni a coppie.
La caduta della resistività è un modo che noi umani macroscopici abbiamo di misurare quest'effetto, ma microscopicamente è MOLTO diverso il collasso della resistività dovuto ad effetti superconduttivi, e quello dovuto al materiale.
Ci sono "molti" modi di azzerare la resistivitità, dal creare materiali con reticoli perfetti (mi pare ci siano riusciti con del Rame ultrapuro) a incalanare gli elettroni in microfilamenti cambiando le leggi in gioco e per finire con creare coppie di cooper e dare origine alla superconduttività.
Tuttavia solo uno di questi è il limite del caso classico per la resistività che tende a zero (il creare materiali molto puri), gli altri sono fenomeni diversi, che descrivono fisica diversa, che macroscopicamente per tanti motivi ha lo stesso risultato (ridurre la resistività), ma quello che succede microscopicamente è estremamente diverso in ognuno dei casi.

Infatti molti altri fenomeni sono diversi fra i conduttori perfetti e i superconduttori, come la gestione dei campi magnetici (la lievitazione è una proprietà dei superconduttori, un conduttore perfetto non lieviterebbe) e l'effetto josephson nei superconduttori che trasforma la corrente continua in alternata frapponendo un sottile layer isolante (mentre nei conduttori perfetti è il contrario: tutto il circuito di conduzione deve essere rigorosamente perfetto per avere la trasformazione AC/DC)

Per quanto riguarda la "confusione" che faccio fra superconduttori e superfluidi (fermionici) è perchè da buon fisico teorico non faccio distinzione fra i due perchè sono entrambi figli dello stesso fenomeno (formazione di coppie di cooper) e quindi sono fisicamente la stessa cosa.
Un superconduttore è un superfluido di elettroni e viceversa un superfluido è un superconduttore di molecole. Poi ovviamente non è detto che un superconduttore sia un superfluido materiale (anzi di solito è un solido) e un superfluido abbia buone proprietà conduttive.

Per dirla in altri termini "se le equazioni che descrivono un sistema sono le stesse, anche le soluzioni sono le stesse", quindi le cause e gli effetti nei due sistemi sono gli stessi, ovvero la fisica è la stessa.

Allora ho citato il QGP perchè è il caso che conosco bene, e forse l'unico, in cui si è misurata una viscosità (non conduttività, viscosità) inferiore nel QGP rispetto che il lower bound ad oggi conosciuto dell'3He superfluido, eppure non è un superfluido ma un fluido perfetto.

[hibone]

Originariamente inviato da Raghnar-The coWolf-

Rispondo al volo a spizzichi e bocconi data l'ora e dato che sono appena tornato da una partita.

1- L'effetto è la comparsa delle coppie di Cooper, la causa è che l'interazione elettrone-elettrone per mezzo dei fononi (oscillazioni collettive del reticolo, ivi comprese le già citate oscillazioni di plasma) diventa più forte degli altri effetti (verosimilmente più dell'effetto termico) e quindi lega gli elettroni a coppie.
La caduta della resistività è un modo che noi umani macroscopici abbiamo di misurare quest'effetto, ma microscopicamente è MOLTO diverso il collasso della resistività dovuto ad effetti superconduttivi, e quello dovuto al materiale.
Ci sono "molti" modi di azzerare la resistivitità, dal creare materiali con reticoli perfetti (mi pare ci siano riusciti con del Rame ultrapuro) a incalanare gli elettroni in microfilamenti cambiando le leggi in gioco e per finire con creare coppie di cooper e dare origine alla superconduttività.
Tuttavia solo uno di questi è il limite del caso classico per la resistività che tende a zero (il creare materiali molto puri), gli altri sono fenomeni diversi, che descrivono fisica diversa, che macroscopicamente per tanti motivi ha lo stesso risultato (ridurre la resistività), ma quello che succede microscopicamente è estremamente diverso in ognuno dei casi.

Infatti molti altri fenomeni sono diversi fra i conduttori perfetti e i superconduttori, come la gestione dei campi magnetici (la lievitazione è una proprietà dei superconduttori, un conduttore perfetto non lieviterebbe) e l'effetto josephson nei superconduttori che trasforma la corrente continua in alternata frapponendo un sottile layer isolante (mentre nei conduttori perfetti è il contrario: tutto il circuito di conduzione deve essere rigorosamente perfetto per avere la trasformazione AC/DC)

Per quanto riguarda la "confusione" che faccio fra superconduttori e superfluidi (fermionici) è perchè da buon fisico teorico non faccio distinzione fra i due perchè sono entrambi figli dello stesso fenomeno (formazione di coppie di cooper) e quindi sono fisicamente la stessa cosa.
Un superconduttore è un superfluido di elettroni e viceversa un superfluido è un superconduttore di molecole. Poi ovviamente non è detto che un superconduttore sia un superfluido materiale (anzi di solito è un solido) e un superfluido abbia buone proprietà conduttive.

Per dirla in altri termini "se le equazioni che descrivono un sistema sono le stesse, anche le soluzioni sono le stesse", quindi le cause e gli effetti nei due sistemi sono gli stessi, ovvero la fisica è la stessa.

Allora ho citato il QGP perchè è il caso che conosco bene, e forse l'unico, in cui si è misurata una viscosità (non conduttività, viscosità) inferiore nel QGP rispetto che il lower bound ad oggi conosciuto dell'3He superfluido, eppure non è un superfluido ma un fluido perfetto.

grazie infinite per la chiarificazione...

[ChristinaAemiliana]

Originariamente inviato da Raghnar-The coWolf-

Rispondo al volo a spizzichi e bocconi data l'ora e dato che sono appena tornato da una partita...

Si vede che dopo la partita avevi fame e pensavi a un bel panino...

Originariamente inviato da Raghnar-The coWolf-

...(la lievitazione è una proprietà dei superconduttori, un conduttore perfetto non lieviterebbe)...

...la lievitazione è una proprietà delle pagnotte, i SC si limitano a levitare!

Mi è ritornato in mente anche il mio prof di fisica dei plasmi..."Dunque ragazzi, l'effetto Messner...annò scusate, Messner è lo scalatore, mi confondo sempre! Dicevo, l'effetto Meissner..."

[Raghnar-The coWolf-]

Originariamente inviato da ChristinaAemiliana

Si vede che dopo la partita avevi fame e pensavi a un bel panino...

Che sagacia!