Supercondutividade de materiais. Os bósons e férmions…
Atualmente todas as partÃculas elementares conhecidas são divididas em dois grupos, os bósons e os férmions.
Entre outras caracterÃsticas 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 superfluÃdico do Hélio II lÃquido(bóson) onde um recipiente de vidro parcialmente cheio está sobre um grande reservatório do mesmo material, o Hélio II lÃquido sobe pela parede do recipiente, sob a forma de uma fina pelÃcula lÃquida, 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:
A explicação para a má socialização do férmion é vista no ensino médio através do conhecido princÃpio 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, lÃquidos, gases e plasma. Posteriormente escreverei mais sobre a superfluidez…
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