Lo que muestra:

Un material superconductor en presencia de un campo magnético externo excluye ese campo de su interior. Esto se demuestra mediante la levitación de un imán por encima de un superconductor de alta temperatura.

¿Cómo funciona:

Tenemos un disco de 25 mm de óxido de cobre de itrio-bario cerámico (YBa2Cu3O7, también conocido comúnmente como «YBCO») que se convierte en superconductor por encima de las temperaturas del nitrógeno líquido (Tc = 90K). Usando un imán cúbico de neodimio (4 mm por lado, 0,5 gramos), se pueden mostrar dos efectos. En primer lugar, el efecto Meissner en sí, colocando el imán en el disco antes de enfriarlo. A medida que el disco se enfría más allá de su temperatura de transición, expulsa el flujo magnético externo y el imán comienza a levitar. Alternativamente, enfríe el disco para que se convierta en superconductor y, a continuación, introduzca el imán. El flujo externo establece una corriente persistente circuital en el superconductor, cuyo propio campo repele el imán, el resultado es que el imán se balancea unos pocos mm por encima de la superficie del disco. (En ambos casos, los detalles de la interacción entre el imán y el superconductor son complicados y no pueden ser explicados completamente por la física clásica.)

Echa un vistazo a este vídeo de la demo en acción.

Configurarlo:

El disco superconductor se encuentra en el segmento inferior de 5 mm de una taza de espuma de poliestireno, que a su vez descansa sobre una taza invertida completa; esto está bien aislado, además de proporcionar un fondo blanco para el disco YBCO y el imán de neodimio. Coloque el imán en el disco. El YBCO y el imán solo deben manipularse con pinzas. Use una cámara con una lente macro para componer una toma del interior de la copa. Vierta lentamente el nitrógeno líquido en la copa para que apenas sumerga el disco; el YBCO pasará repentinamente a superconductor después de unos 10-15 segundos, momento en el que el imán se elevará unos 7 mm por encima del disco.

Este es un superconductor cerámico disponible comercialmente.1 Sergent-Welch y Cenco también venden kits.

Meissner, R. W., Ochsenfeld, R., Naturwissenschaften 21, p. 787 (1933)

Purcell, Edward and David Morin. Electricity and Magnetism, Tercera edición. Nueva York: Cambridge University Press, 2013. Imprimir.Tinkham, Michael. Introducción a la Superconductividad, Segunda Edición. Mineola: Dover Publications, 2004. Imprimir.

1 Colorado Superconductor Inc., P. O. Box 8223, Fort Collins, Colorado 80526