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Prácticas de Física universitarias en el colegio Sansueña

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Diciembre 2013

Juanjo Mazo, Profesor Titular de la Universidad de Zaragoza y Director del Departamento de Física de la Materia Condensada, ha dirigido unas prácticas de Fisica en el colegio de Fomento Sansueña en el marco del "Club de Física" de este colegio de Zaragoza.

Así explican la experiencia las alumnas de Sansueña:

Superconductividad y levitación magnética 

Sobre este interesantísimo tema trató la segunda sesión del Club de Física de Sansueña, a cargo de Juanjo Mazo, Profesor Titular de la Universidad de Zaragoza y Director del Departamento de Física de la Materia Condensada. 

De una manera amena y rigurosa, Juanjo nos explicó por qué es necesario enfriar los sistemas para estudiar algunas de las propiedades que no se ponen de manifiesto si hay una excesiva agitación molecular, es decir, si la temperatura es demasiado alta. Una de esas propiedades es precisamente la superconductividad. Supimos que fue en 1911 cuando el físico holandés Kamerlingh Onnes descubrió que a la temperatura de 4 K (-269ºC) la resistencia eléctrica del mercurio se hace nula, es decir, el mercurio se vuelve superconductor. Pero hasta la década de los 50 no hubo una explicación teórica satisfactoria para explicar el fenómeno. Con el tiempo, se han ido descubriendo más materiales superconductores y lo más interesante es que las temperaturas a las que estos materiales pierden su resistencia eléctrica son cada vez más altas: desde los 4 K para el mercurio hasta los 39K para el boruro de magnesio, descubrimiento del año 2001. 

Los superconductores tienen numerosas aplicaciones en la actualidad, si bien se espera que vayan en aumento en los próximos años y es por tanto un importante tema de investigación. Quizá, la aplicación más conocida sea la producción de potentes campos magnéticos necesarios para el funcionamiento de la técnica de Resonancia Magnética Nuclear tan usada hoy en diagnósticos médicos, pero también existen aplicaciones en áreas diversas como la eficiencia energética, electrónica, nanotecnología, grandes instalaciones científicas – recordemos los potentes imanes necesarios para que funcionen los aceleradores de partículas - e incluso para construir trenes que levitan. Se han construido cables superconductores de hasta 500m, bobinas superconductores que crean enormes campos magnéticos, limitadores de corriente, generadores, detectores ultrasensibles magnéticos (SQUIDS) etc. 

Relacionada con la superconductividad está la propiedad conocida como efecto Meissner que consiste en que los superconductores expulsan el campo magnético. Como consecuencia, se produce la repulsión entre un imán y un superconductor de forma que levitan uno sobre el otro. Además del interesante recorrido histórico y de las explicaciones sobre este fenómeno descubierto hace un siglo pero apenas comprendido hasta hace unas décadas, el profesor Mazo nos hizo algunas demostraciones prácticas de cómo se comportan los materiales superconductores, enfriándolos mediante nitrógeno líquido. Vimos cómo el superconductor enfriado levita sobre los imanes y, si éstos se disponen en forma de carril, podemos conducir el superconductor flotando por encima de las vías sin rozamiento Y éste es el fundamento de los trenes de levitación magnética por superconductividad, capaces de alcanzar muy altas velocidades con una gran eficiencia energética…. 

Después de la sesión aún pudimos charlar un rato con él sobre la Universidad, la Investigación y otras cuestiones de nuestro interés. Le estamos muy agradecidas por su tiempo y tan amable dedicación.