PREFACIO
La superconductividad es uno de los descubrimientos m�s fascinantes de la ciencia del siglo XX. Pertenece a la familia de descubrimientos de la f�sica capaces de cambiar la manera de vivir de la humanidad. Su gama de aplicaciones es ampl�sima, pero abarca esencialmente tres tipos: la generaci�n de campos magn�ticos intensos, la fabricaci�n de cables de conducci�n de energ�a el�ctrica y la electr�nica. Dentro del primer tipo tenemos usos tan espectaculares como la fabricaci�n de sistemas de transporte masivo levitados, esto es, trenes que flotan sobre sus rieles sin tener fricci�n con ellos, haciendo factible alcanzar las velocidades que desarrollan los aeroplanos. En el segundo est� la posibilidad de transmitir energ�a el�ctrica desde los centros de producci�n, como presas o reactores nucleares, hasta los centros de consumo, sin p�rdidas de ning�n tipo en el trayecto. Para el tercer tipo podemos mencionar la posibilidad de fabricar supercomputadoras extremadamente veloces.
Es muy probable que para los primeros a�os del siglo XXI atestiguaremos, de
nuevo, la influencia de un descubrimiento cient�fico en la manera de vivir del
ser humano. Esto se puede afirmar, en especial, a ra�z del hallazgo en 1986
de los materiales superconductores cer�micos que tienen temperaturas de transici�n
al estado superconductor superiores a la temperatura de ebullici�n del nitr�geno
l�quido (que es, aproximadamente, de 77 Kelvin o, lo que es lo mismo, -196�C.
Se utiliza la palabra Kelvin para definir la temperatura absoluta), lo
que significa una gran simplificaci�n en la construcci�n de los aparatos en
que se emplee el fen�meno de la superconductividad, al compararlas con las temperaturas
de transici�n m�s altas conocidas anteriormente de 23 Kelvin. Pero, �qu� es
la superconductividad? Es un estado de la materia, como lo es el estado l�quido
o el estado s�lido, en el cual no existe resistencia el�ctrica. Esto significa
que no hay disipaci�n de energ�a al pasar corriente el�ctrica por un material
superconductor. Adem�s, no permite que el campo de fuerza de un im�n penetre
en su interior (esto �ltimo se conoce como efecto Meissner). Esta combinaci�n
de efectos el�ctricos y magn�ticos recibe el nombre de estado superconductor.
Su descubrimiento se remonta a principios del siglo XX, en 1911, y est� �ntimamente ligado a la obtenci�n de muy bajas temperaturas (cercanas al cero absoluto) en el laboratorio. Fue el doctor H. K. Onnes (quien naci� en 1856 y muri� en 1926), de la Universidad de Leyden, Holanda, su descubridor. El doctor Onnes obtuvo el premio Nobel de F�sica en 1913 "por sus investigaciones de las propiedades de la materia a bajas temperaturas que condujeron, entre otras cosas, a la producci�n de helio l�quido". Hab�a logrado, en 1908, licuar el helio y este hecho lo llev� a su descubrimiento de la superconductividad en el mercurio al enfriarlo a la temperatura del helio l�quido (-269�C, aproximadamente).
No fue sino hasta 1957 que pudo entenderse el origen del fen�meno, al menos en lo que respecta a lo que ahora conocemos como superconductores convencionales (para distinguirlos de los descubiertos m�s recientemente, los superconductores cer�micos), cuando. J. Bardeen (fallecido en 1991), L. Cooper y R. Schrieffer enunciaron su teor�a de la superconductividad, que ahora se conoce como teor�a BCS, en su honor. A Bardeen, Cooper y Schrieffer se les otorg� el premio Nobel de F�sica en 1972 por su teor�a, que se basa en la existencia de los llamados pares de Cooper, que son parejas de electrones ligados entre s� y que se forman, seg�n la teor�a BCS, por la interacci�n atractiva de dos electrones inducida por un fon�n.
En 1986, J. C. Bednorz y K. A. M�ller, en un laboratorio de investigaci�n de la compa��a IBM en Zurich, Suiza, hicieron el descubrimiento de los materiales superconductores cer�micos que han alcanzado ya temperaturas de transici�n superconductoras por arriba de la temperatura de ebullici�n del nitr�geno l�quido (de hecho, ya se tienen temperaturas de transici�n por arriba de los 134 Kelvin) y que hace ya muy atractiva y factible la utilizaci�n de los materiales superconductores, con todas sus maravillosas propiedades, en la vida diaria del ser humano. Por su descubrimiento, a J.C. Bednorz y K. A. M�ller se les otorg� el premio Nobel de F�sica de 1987.
Aunque ya se sabe con certeza que en estos materiales (como en los materiales superconductores convencionales) existen los pares de Cooper, que son los responsables del estado superconductor, todav�a no se conoce el mecanismo (o combinaci�n de mecanismos) de su formaci�n.
En este trabajo se pretende describir, de manera sencilla, lo que es el fen�meno de la superconductividad, con sus principales caracter�sticas y aplicaciones. Las partes en forma de transcripci�n y en tipo menor tratan temas destinados a personas que saben un poco de mec�nica cu�ntica o de f�sica del estado s�lido, y pueden ser excluidas de la lectura sin perder continuidad. Por �ltimo, es necesario mencionar que el descubrimiento y estudio de los superconductores, con la secuela de todas sus enormes y fascinantes posibilidades de aplicaci�n y su correspondiente efecto econ�mico, constituye uno de los ejemplos m�s claros de que una de las inversiones m�s redituables que puede realizarse en cualquier pa�s es la investigaci�n.
UIS FERNANDO MAGA�A SOL�SM�xico, D.F., a 28 de febrero de 1997
