Il comportamento magnetico dei superconduttori

martedì, Novembre 16th, 2021

Riassumiamo alcuni aspetti fondamentali della superconduttività.

Essa si verifica in qualche decina di elementi, per lo più metalli, ed in una grandissima varietà di leghe e composti. Le temperature di transizione degli elementi vanno da qualche grado Kelvin fino a valori piccolissimi. Valori più alti, a volte ben più alti, si hanno fra i composti e le leghe.

La trasformazione allo stato superconduttore non è accompagnata da un calore di trasformazione. Esiste invece alla temperatura di transizione T_c una discontinuità del calore specifico con aspetto caratteristico del passaggio da una fase disordinata ad una ordinata. Per T > T_c l'andamento mostra la linearità caratteristica del calore specifico degli elettroni di conduzione. La curva nel suo complesso è molto simile a quella caratteristica della transizione dell'elio allo stato superfluido, che si può assimilare ad una condensazione di Bose-Einstein, cioè al passaggio di una frazione finita degli atomi in un unico stato e quindi con un'entropia (che è una misura del disordine) nulla.

Fu presto notato che applicando a un superconduttore un campo magnetico abbastanza intenso si può riportarlo allo stato normale. Il campo da applicare (campo critico H_c), deve essere tanto più intenso quanto più si scende con la temperatura al di sotto della temperatura critica T_c. Nei casi più semplici (superconduttori del 1° tipo) la dipendenza da T è una curva sensibilmente parabolica che raggiunge il suo apice all'ascissa T=0. In altri casi (superconduttori del 2° tipo) le cose si complicano per il formarsi di "stati intermedi" in cui il materiale presenta una struttura complessa con zone superconduttrici - spesso lamellari - frammiste a zone di conduzione normale.
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