El efecto Meissner, a no confundir con el creado por los corpúsculos de Meissner...
Consiste en la desaparición total del flujo del campo magnético en el interior de un material superconductor por debajo de su temperatura crítica. Se obtuvo midiendo la distribución de flujo en el exterior de muestras de plomo y estaño enfriados por debajo de su temperatura crítica en presencia de un campo magnético.
Así encontraron que el campo magnético se anula completamente en el interior del material superconductor y que las líneas de campo magnético son expulsadas del interior del material, por lo que este se comporta como un material diamagnético perfecto.
El efecto Meissner es una de las propiedades que definen la superconductividad y su descubrimiento sirvió para deducir que la aparición de la superconductividad es una transición de fase a un estado diferente.
El efecto Meissner es una de las propiedades que definen la superconductividad y su descubrimiento sirvió para deducir que la aparición de la superconductividad es una transición de fase a un estado diferente.
La expulsión del campo magnético del material superconductor posibilita la formación de efectos curiosos, como la levitación de un imán sobre un material superconductor a baja temperatura que se muestra en la figura.
Cuanto más se acerque la temperatura de la muestra a la temperatura crítica, menos electrones habrá en estado superconductor y por lo tanto el campo magnético penetrará cada vez más en el superconductor. Cuando el superconductor alcanza la temperatura crítica la longitud de penetración tiende a infinito, lo que significa que el campo magnético puede penetrar en la muestra sin oposición alguna, es decir, el efecto Meissner desaparece.
EXPLICACIÓN
En un campo magnético débil un superconductor repele casi todo el flujo magnético. Lo consigue creando corrientes eléctricas en su superficie. Los campos magnéticos de estas corrientes cancelan el campo magnético aplicado en su alrededor. Como no es una cancelación de flujo variable en el tiempo, no decaen y por lo tanto la conductividad se puede aproximar a infinita.
Cerca de la superficie, en la llamada penetración de London, el campo magnético no se cancela completamente. Cada material posee una característica.
Cualquier conductor perfecto impediría cualquier cambio en el campo magnético que pase por su superficie debido a que hay una inducción electromagnética a resistencia cero. El efecto Meissner es otro caso, cuando un conductor normal se enfría hasta llegar a condiciones de superconductor, en presencia de un campo magnético, este es expulsado durante la transición.
Este efecto no se puede explicar solamente mediante la superconductividad. Se dio por primera vez mediante las ecuaciones de London, ya que las introdujeron los hermanos Fritz y Heinz London.
Deberíamos de tener en cuenta que el simple experimento de poner un imán y que levite encima de un superconductor no demuestra el efecto Meissner. En cambio, un imán inicialmente estacionario y enfriado progresivamente hasta su levitación sí que lo demuestra.
DIAMAGNETISMO
Los materiales bajo el efecto Meissner reflejan un diamagnetismo perfecto, o superdiamagnetismo. Esto se debe a que en su interior el campo magnético es casi cero.
Aquí tenemos las fórmulas:
Aquí tenemos las fórmulas:
- Ecuación de Beamer:
- Ecuación de los hermanos Fritz:
- Flujo del campo magnético en función de la temperatura:
