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Levitación magnética y el Efecto Meissner

Levitación magnética y el Efecto Meissner
El tren de levitación magnética o maglev © Alex Needham

Podemos decir que el comportamiento de un material superconductor es, en cierto modo, bastante complejo, y puede ser explicada por la mecánica cuántica. Sin embargo, hay algunos hechos relativamente simples e interesantes acerca de él que se mencionan aquí.

Levitación magnética

Como la resistencia de un superconductor es nula, el campo eléctrico en su interior también debe ser nulo; de lo contrario, la falta de resistencia permite que las corrientes sean infinitas. Así, el campo magnético en el interior de un superconductor no puede variar, debe ser constante, ya que, como sabemos por la Ley de Faraday, cualquier cambio en el campo magnético produce un campo eléctrico.

Supongamos entonces que un superconductor se coloca en una región donde el campo magnético es inicialmente nulo. Después, aproximamos a ese conductor un imán. Como el campo magnético dentro del superconductor es inicialmente nulo y no puede cambiar, él debe seguir nulo.

Según la ley de Faraday, la aproximación del imán induce corrientes en el superconductor, las cuales inducen un campo magnético que cancela el campo del imán, es decir, que genera un campo opuesto al del imán, produciendo una repulsión. Como se trata de material superconductor, la corriente persiste y el imán levita indefinidamente.

Efecto Meissner

Ya hemos señalado que el campo magnético en el interior de un superconductor es constante. Podemos detallar más esa información, relatando que los físicos W. H. Meissner y Robert Ochsenfeld mostraron que el campo magnético del superconductor no se limita a ser apenas constante, él es nulo. Así, si un material superconductor, inicialmente a una temperatura superior a Tc, es decir, en un estado en que él no puede ser considerado superconductor, es sometido a un campo magnético y enseguida es enfriado a una temperatura inferior a Tc, él expulsa todo el campo magnético desde su interior.

Este efecto, llamado efecto Meissner, explica un segundo tipo de levitación. Supongamos que un imán se coloca sobre un material superconductor por encima de la temperatura Tc, o incluso en una situación que no es un superconductor. Cuando la temperatura es inferior a Tc, el material se vuelve superconductor y genera corrientes que expulsan el campo magnético, esto es, el imán se levanta, pasando a levitar por encima del superconductor.

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