Supercondutividade de materiais. Os bósons e férmions…

Física Quântica

Atualmente todas as partículas elementares que se conhece são divididas em dois grupos, os bósons e os férmions.

Entre outras características que diferenciam estes dois grupos podemos citar o fato de que os bósons são mais sociais e tendem a aglomerar-se enquanto os férmion tendem a se afastar um dos outros.

Um dos experimentos mais famosos que conhecemos é o estado superfluídico do Hélio II líquido(bóson) onde um recipiente de vidro parcialmente cheio está sobre um grande reservatório do mesmo material, o Hélio II líquido sobe pela parede do recipiente, sob a forma de uma fina película líquida, e forma uma gota na parte externa do recipiente. Assim que a gota cai no grande reservatório outra é formada até que o recipiente esteja completamente vazio. Veja na figura:

comportamento dos bósons

 A explicação para a má socialização do férmion é vista no ensino médio através do conhecido princípio da exclusão de Pauli, onde, dois férmions (o elétron é um férmion) não podem ocupar simultaneamente o mesmo estado quântico, eles evitam a companhia de um similar.

Eventualmente os férmions podem se agrupar na forma de pares e assim, de certa forma, passam a comportar-se como bósons, nós conhecemos este fenômeno como “bosonização dos férmions”. Abaixo de uma dada temperatura os elétrons podem formar pares (pares de Cooper) e não resistir a uma dada corrente elétrica, sendo considerado (o material) como um supercondutor.

Portanto podemos definir como supercondutor, todo e qualquer material que conduz corrente elétrica sem dissipar calor, os pares de Cooper são os responsáveis pela supercondutividade, afinal, eles mascaram as imperfeições da rede através de um movimento organizado.

O mais intrigante dos supercondutores é o fato de que os pares de Cooper eventualmente se condensam e formam o quinto estado da matéria por conter propriedades que diferem dos sólidos, líquidos, gases e plasma. Posteriormente escreverei mais sobre a superfluidez…


Artigos relacionados:

2 Responses to “Supercondutividade de materiais. Os bósons e férmions…”

  1. [...] vimos anteriormente no artigo sobre a supercondutividade - bósons e férmions pensava-se que para ocorrer supercondutividade os férmions deveriam estar [...]

  2. [...] diversas as aplicações dos materiais que possuem propriedades supercondutoras dentre elas: a construção de Trens MagLev (levitação magnética) e de aparelhos de ressonância [...]

Leave a Reply