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quinta-feira, 7 de abril de 2011

100 anos da supercondutividade (download grátis!)

O número especial da revista Physics World, do Institute of Physics britânico, é quase inteiro sobre a supercondutividade e está disponível para donwload gratuito. Possui seis artigos sobre o assunto, escritos por especialistas, além de notas menores espalhadas pela edição (a propósito, uma das notas que não versam sobre supercondutividade é sobre o que a autora chamou de "corte selvagem" no orçamento de ciência e tecnologia no governo Dilma, na pág. 11).

Há exatamente 100 anos, o físico holandês Heike Kamerlingh Onnes descobria a supercondutividade no mercúrio, a -269 graus Celsius. A temperaturas tão baixas, alguns materiais não apresentam nenhuma resistência à passagem da corrente elétrica - é a "supercondutividade". Como a maior parte da energia desperdiçada em aparelhos e sistemas elétricos é por causa da resistência elétrica, a descoberta causou grande frisson. Seria possível construir aparelhos sem perdas de energia?


Promessas e duchas frias

O que aconteceu desde então é descrito no primeiro artigo, de Paul Grant. O grande problema é que, para manter temperaturas tão baixas, o supercondutor tinha que ficar banhado em hélio líquido, uma substância extremamente cara. Aplicações comerciais do supercondutor eram economicamente inviáveis.

Tudo pareceu mudar em 1987, quando foi descoberto um supercondutor a -182 graus. Parece ainda muito frio, mas a essa temperatura não é mais preciso hélio líquido para mantê-la - basta o nitrogênio líquido. Este é tão barato que litros e litros são desperdiçados em laboratórios de ensino em universidades, literalmente jogados no chão no fim de cada aula que precise dele (ele evapora imediatamente e não faz mal - 75% da atmosfera é feita de nitrogênio). Parecia que uma revolução tecnológica estava iminente.

Mas a natureza dá com uma mão e tira com a outra, como disse Ted Forgan, que escreveu sobre as possibilidades futuras e as dificuldades mais recentes. Os novos "supercondutores de alta temperatura" descobertos em 1987 são cerâmicos e quebradiços - não dá para fazer fios longos e flexíveis com eles. Essa e outras diversas limitações práticas impediram que houvesse aplicações comerciais para eles, a não ser em alguns instrumentos de laboratórios científicos. No entanto, Forgan também enfatiza no final que o esforço de explicar essa descoberta levou a grandes avanços teóricos na física dos sistemas emergentes.


O presente e o futuro

As pesquisas continuam. Aplicações comerciais para os supercondutores de baixa temperatura, apesar do hélio líquido, já existem, como descrito por outro artigo, do corpo editorial da revista. Há os famosos trens magnéticos (maglevs), os aparelhos de ressonância magnética dos hospitais, os enormes magnetos dos grandes aceleradores de partículas como o LHC, e os SQUIDs, pequenos detectores de campo magnético tão sensíveis que suas aplicações estão ainda sendo exploradas.

O mais recente avanço importante, comentado no artigo de Laura Greene, é a descoberta de uma nova classe de supercondutores, baseados no ferro, que exigem temperaturas mais baixas, de -218 graus, mas que vem causando frisson porque é possível que possa ser elevada ainda mais no futuro (e não é quebradiço como as cerâmicas), e porque é uma novidade que pode levar a avanços teóricos e melhor compreensão do fenômeno da supercondutividade - e, assim, fornecer dicas para achar supercondutores de alta temperatura mais fáceis de usar.

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