El Premio Nobel de Física 2003 se ha otorgado a tres especialistas en física cuántica: Alexei Abrikosov y Vitaly Ginzburg, de origen ruso, por sus contribuciones a la teoría de los superconductores, y al británico Anthony J. Legget por sus trabajos en el campo de la superfluidez. Normalmente, los efectos cuánticos que controlan el mundo microscópico no aparecen en el mundo ordinario macroscópico. Sin embargo, los fenómenos citados pueden visualizarse a temperaturas muy bajas.
Alexei Abrikosov nació en 1928, físico estadounidense de origen ruso, Nacido en Moscú, se doctoró en 1951 en el Instituto de Problemas Físicos de Moscú, donde se especializó en electrodinámica cuántica en 1955. Después de trabajar en diferentes instituciones y universidades en Rusia, Abrikosov se trasladó a Estados Unidos en 1991, al final de la Guerra fría, incorporándose a la plantilla del Laboratorio Nacional Argonne (Chicago, Illinois).
Alexei Abrikosov nació en 1928, físico estadounidense de origen ruso, Nacido en Moscú, se doctoró en 1951 en el Instituto de Problemas Físicos de Moscú, donde se especializó en electrodinámica cuántica en 1955. Después de trabajar en diferentes instituciones y universidades en Rusia, Abrikosov se trasladó a Estados Unidos en 1991, al final de la Guerra fría, incorporándose a la plantilla del Laboratorio Nacional Argonne (Chicago, Illinois).
Vitaly Ginzburg nacido el 4 de octubre de 1916 en Moscú, es un físico teórico y astrofísico ruso. En 1938 se graduó en la Facultad de Ciencias Físicas de la Universidad Estatal de Moscú. Defendió su candidatura al grado de doctor (PhD) en 1940 y su tesis doctoral en 1942. Desde 1940 pertenece al Instituto Lébedev de Física de Moscú de la Academia Rusa de Ciencias.
Anthony J. Legget, físico estadounidense de origen británico, cursó sus estudios superiores en la Universidad de Oxford (Gran Bretaña), licenciándose en Física en 1961, y doctorándose en Física Teórica en 1964. Tras realizar sus investigaciones en la Universidad de Oxford y en la de Illinois, en Urbana (Estados Unidos), en 1967 se incorporó a la Facultad de Física de la Universidad de Sussex, en Gran Bretaña. Permaneció en Sussex hasta 1983, año en que regresó a la Universidad de Illinois.
Superconductividad
En 1911, el físico holandés H. Kamerling Onnes licuó por vez primera el gas helio a la temperatura de 4,2 K (-268ºC). Estudiando el comportamiento del mercurio a esta temperatura, descubrió que su resistencia eléctrica desaparecía y llamó superconductividad a este fenómeno. Unos 50 años después, los físicos J. Bardeen, L. Cooper y R. Schrieffer establecieron una teoría (llamada BCS por las iniciales de sus apellidos) de la superconductividad. Una parte importante de los electrones del superconductor se asocian de dos en dos formando un estado ligado llamado “par de Cooper”, los electrones de cada par poseen espines iguales y opuestos, formando así un sistema equivalente a una sola partícula de espín cero, es decir, un bosón, que no obedece el principio de exclusión de Pauli. En el estado superconductor todos los pares actúan conjuntamente fluyendo sin resistencia a través de los canales existentes en la estructura reticular del conductor, estos superconductores se denominan de tipo I.
Sin embargo, existen otros superconductores llamados de tipo II, que presentan solo un efecto Meissner atenuado, de modo que pueden soportar campos magnéticos intensos sin perder su capacidad superconductora. El más conocido de ellos fue obtenido por el físico W. Cheng en 1987 a partir de un material cerámico formado por ytrio, bario y óxido de cobre (“YBaCuO”) con una temperatura de transición TSC = 92 K. Poco después se obtuvieron materiales superconductores de TSC = 125 K y comenzaron las primeras aplicaciones prácticas, pues ya podía utilizarse como refrigerante el nitrógeno líquido (temperatura de ebullición, 77 K), diez veces más barato que el helio líquido y mucho más manejable. Un cable superconductor puede soportar el peso de 5000 amperios por mm2, mientras que la misma sección de cable a la temperatura ambiente solo aceptó 15 A.
Sin embargo, existen otros superconductores llamados de tipo II, que presentan solo un efecto Meissner atenuado, de modo que pueden soportar campos magnéticos intensos sin perder su capacidad superconductora. El más conocido de ellos fue obtenido por el físico W. Cheng en 1987 a partir de un material cerámico formado por ytrio, bario y óxido de cobre (“YBaCuO”) con una temperatura de transición TSC = 92 K. Poco después se obtuvieron materiales superconductores de TSC = 125 K y comenzaron las primeras aplicaciones prácticas, pues ya podía utilizarse como refrigerante el nitrógeno líquido (temperatura de ebullición, 77 K), diez veces más barato que el helio líquido y mucho más manejable. Un cable superconductor puede soportar el peso de 5000 amperios por mm2, mientras que la misma sección de cable a la temperatura ambiente solo aceptó 15 A.
Superfluidez
El helio (He-4) presenta una conducta única entre los 5,3 y 2,2 K. Comprimido isotérmicamente en este intervalo de temperaturas se condensa en una fase líquida llamada He-I, pero si se rebaja más la temperatura se condensa en una fase distinta, también líquida, llamada He-II con unas propiedades de transporte, superconductividad y superfluidez, muy acentuadas.
Las propiedades del superfluido He-3 han sido estudiadas ampliamente por el tercer galardonado con el Premio Nobel de Física 2003, A. Leggert, físico teórico británico, hoy profesor en la Universidad de Illinois, EE UU. Según su teoría, el He-3 superfluido consta de pares de átomos con propiedades magnéticas que difieren en direcciones distintas (anisotropía). Además, está formado por tres fases distintas con propiedades diferentes que dependen de la temperatura, presión e intensidad de un campo magnético externo. Posee también una conducta rotacional curiosa. Situado el He-3 superfluido en una vasija en rotación alrededor de un eje, por encima de una temperatura crítica se forma un torbellino cuyos límites se unen a lo largo del eje. Por debajo de la temperatura crítica se produce una confusión de torbellinos. Esta investigación puede conducir a un mejor conocimiento de los fenómenos turbulentos, problemas no resueltos todavía por la física clásica.
Las propiedades del superfluido He-3 han sido estudiadas ampliamente por el tercer galardonado con el Premio Nobel de Física 2003, A. Leggert, físico teórico británico, hoy profesor en la Universidad de Illinois, EE UU. Según su teoría, el He-3 superfluido consta de pares de átomos con propiedades magnéticas que difieren en direcciones distintas (anisotropía). Además, está formado por tres fases distintas con propiedades diferentes que dependen de la temperatura, presión e intensidad de un campo magnético externo. Posee también una conducta rotacional curiosa. Situado el He-3 superfluido en una vasija en rotación alrededor de un eje, por encima de una temperatura crítica se forma un torbellino cuyos límites se unen a lo largo del eje. Por debajo de la temperatura crítica se produce una confusión de torbellinos. Esta investigación puede conducir a un mejor conocimiento de los fenómenos turbulentos, problemas no resueltos todavía por la física clásica.
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NEIL TACURI // 5TO DE SECUNDARIA // MINICIENTIFICOS
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