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A) Os Supercondutores.
Uma das leis basilar da eletricidade esta na Teoria OHM (A Lei de Ohm, assim designada em homenagem ao seu formulador, o físico alemão Georg Simon Ohm (1789-1854), afirma que, para um condutor mantido à temperatura constante, a razão entre a tensão entre dois pontos e a corrente elétrica é constante. Essa constante é denominada de resistência elétrica”.
Pois as novas descobertas desta pesquisa dos supercondutores vêm de encontro a ultrapassar estes limites, que em última análise é um ponto a limitar linhas de transmissão por exemplo, cabeamentos em geral e até na fabricação de modernos processadores de forma que são obrigados a trabalharem com refrigeração forçada.
A supercondutividade também vai afetar outros tratados na lei da física elétrica, “A lei de Faraday-Neumann-Lenz, ou lei da indução eletromagnética, é uma lei básica do eletromagnetismo que relaciona a variação temporal de campos magnéticos atravessando circuitos elétricos com o aparecimento de forças eletromotrizes nesses circuitos. Esta lei descreve o princípio fundamental de funcionamento de transformadores, geradores e motores elétricos”.
Como é de conhecimento geral, a Teoria que explica funcionamento dos supercondutores pode estar incompleta.
A teoria que hoje explica o fenômeno da supercondutividade - quando uma corrente elétrica consegue fluir sem virtualmente nenhuma resistência - foi desenvolvida há cerca de 50 anos pelo famoso trio BCS - Bardeen, Cooper e Schrieffer. O feito lhes valeu o Prêmio Nobel de Física. Quando a teoria foi elaborada, já haviam se passado outros 50 anos desde que o fenômeno da supercondutividade propriamente dito tinha sido descoberto pelo cientista
A teoria que hoje explica o fenômeno da supercondutividade - quando uma corrente elétrica consegue fluir sem virtualmente nenhuma resistência - foi desenvolvida há cerca de 50 anos pelo famoso trio BCS - Bardeen, Cooper e Schrieffer. O feito lhes valeu o Prêmio Nobel de Física. Quando a teoria foi elaborada, já haviam se passado outros 50 anos desde que o fenômeno da supercondutividade propriamente dito tinha sido descoberto pelo cientista
Pares de Cooper
O eixo central dessa teoria são os chamados pares de Cooper, que demonstra que os elétrons em materiais supercondutores formam pares, que combinam seus movimentos com outros pares de elétrons para fluir de forma contínua e sem restrições.
O que falta?
A pergunta que se coloca é bastante óbvia: Se os pares de Cooper estão presentes tanto nos supercondutores quanto nos isolantes, e se os experimentos demonstram que eles estão envolvidos nos dois comportamentos antagônicos, o que determinaria esse comportamento? Faltaria um elemento ainda mais básico, e mais determinante, para explicar a supercondutividade?
O artigo agora publicado constata que, nos supercondutores, os pares de Cooper se movem linearmente, formando um fluxo de corrente elétrica. Já nos isolantes, eles não se coordenam, e ficam girando sozinhos, impedindo que os outros elétrons fluam. O que é uma descrição do que ocorre, mas não uma justificativa do comportamento.
Voltando um pouco no tempo...
Foi com o trio de físicos americanos Jonh Bardeen, Leon Cooper e Robert Schrieffer, que em 1972 surgiu a explicação para o fenômeno da supercondutividade, fato que deu a eles o prêmio Nobel da física naquele ano. O que fez a explicação deles ser tão importante foi o fato de eles mostrarem que esse fenômeno não está ligado somente à diminuição da agitação térmica dos átomos e moléculas de um material, quando esse está sob baixas temperaturas. Dessa forma, surgiu a idéia da possibilidade da existência desse fenômeno com temperaturas muito elevadas, mas as experiências com condutores metálicos relacionados a essa possibilidade não deram resultados.
Anos mais tarde os físicos da IBM, o suíço Karl Alexander Muller e o alemão Johannes G. Bednorz, conseguiram a supercondutividade a 35 K, o que corresponde a – 238 °C. Graças às suas descobertas e à comprovação da supercondutividade que esses dois físicos cientistas ganharam, em 1986, o prêmio Nobel de Física. Esse fato foi um grande avanço para toda ciência e permitiu avanços significativos em vários ramos de pesquisas.
A supercondutividade é muito importante e tem larga aplicação. Essa propriedade não é aplicada somente na transmissão de energia elétrica, mas também em várias outras como:
· Na construção de magnetos supercondutores que geram campo magnético extremamente forte, os quais possibilitam a construção dos chamados aceleradores de partículas;
· Nos aparelhos eletrônicos que funcionam à base de eletricidade, diminuindo o seu tamanho e o gasto de energia dos mesmos;
· Nos fios supercondutores utilizados em computadores, permitindo que os chips sejam cada vez menores e mais rápidos no processamento de dados;
· Em ímãs, permitindo que eles possam flutuar sobre a superfície de um material supercondutor. Esse fato possibilita a construção e operação dos chamados trens bala, os quais trafegam apenas flutuando sobre o trilho.
Por Marco Aurélio da Silva
Equipe Brasil Escola
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm
Mas no final de 2014 e inicio de 2015 vieram as primeiras experiências em temperatura ambiente ou próximas de...
A primeira:
Publicada pela revista eletrônica inovação Tecnológica.
Renasce o sonho da supercondutividade a temperatura ambiente
Supercondutividade a temperatura ambiente
Os supercondutores transportam a eletricidade sem qualquer resistência e, portanto, sem qualquer perda de qualquer natureza.
Eles já são usados em alguns nichos, como ímãs para aparelhos de tomografia e aceleradores de partículas. Mas poderiam estar revolucionando praticamente todo o parque elétrico se não precisassem ser resfriados a temperaturas criogênicas para funcionar.
No ano passado, um experimento nesse sentido fez o coração dos físicos dispararem: quando eles direcionaram pulsos muito curtos de um laser infravermelho sobre uma cerâmica, eles conseguiram pela primeira vez torná-la supercondutora a temperatura ambiente.
A supercondutividade a temperatura ambiente dura apenas o tempo de vida do pulso ultracurto do laser, mas o efeito foi suficiente para mexer com toda a comunidade de pesquisadores que trabalha na área.
YBCO
Agora, uma equipe internacional ofereceu uma explicação para o efeito, o que poderá ajudar no desenvolvimento de materiais que se tornam supercondutores a temperaturas significativamente mais elevadas do que as atuais de forma sustentada - e, eventualmente, os supercondutores verdadeiramente de alta temperatura.
A cerâmica envolvida é o óxido composto de ítrio, bário e cobre (YBCO), um dos materiais mais promissores para aplicações como cabos supercondutores, motores e geradores elétricos de alta eficiência - esses materiais são conhecidos como cupratos, devido à sua base de cobre (Cu).
O cristal de YBCO tem uma estrutura especial: duas camadas finas de óxido de cobre alternadas com camadas intermediárias mais espessas com bário, cobre e oxigênio.
A supercondutividade tem sua origem nas camadas duplas finas de dióxido de cobre. É lá que os elétrons podem se juntar para formar os chamados pares de Cooper. Esses pares podem tunelar entre as diferentes camadas, o que significa que eles podem passar por estas camadas como fantasmas atravessando paredes - um típico efeito quântico.
O cristal somente se torna supercondutor abaixo de uma temperatura crítica, que torna possível o tunelamento dos pares de Cooper não apenas dentro das camadas duplas, mas também através das camadas mais espessas até a próxima camada dupla acima. Acima da temperatura crítica, a cerâmica se comporta normalmente como um condutor muito fraco.
Criando a supercondutividade a temperatura ambiente
Quando o cristal de YBCO é irradiado com um pulso de laser infravermelho, nesse breve instante ele se torna supercondutor a temperatura ambiente.
O que acontece é que o pulso infravermelho não apenas energiza os átomos, fazendo-os oscilar, mas também desloca sua posição no cristal. Esse deslocamento é suficiente para tornar as camadas duplas de dióxido de cobre mais grossas - dois picômetros mais grossas, ou um centésimo do diâmetro de um átomo. Ao mesmo tempo, a camada intermediária torna-se mais fina na mesma medida.
Esse redimensionamento aumenta o acoplamento quântico entre as camadas duplas em uma magnitude suficiente para que o cristal se torne supercondutor a temperatura ambiente durante alguns milionésimos de microssegundo, o tempo de vida do pulso de laser.
Promessas de revolução
Por um lado, esse entendimento ajuda a refinar a teoria ainda incompleta e controversa que tenta explicar a supercondutividade.
"Por outro lado, pode ajudar os cientistas de materiais a desenvolver novos supercondutores com temperaturas críticas mais elevadas," disse o professor Roman Mankowsky, do Instituto Max Planck, na Alemanha, um dos membros da equipe que desvendou o mistério. "E, em última instância, pode ajudar a alcançar o sonho de um supercondutor que opere a temperatura ambiente, sem necessitar de qualquer refrigeração."
Hoje, os ímãs, motores e cabos supercondutores são arrefecidos a temperaturas criogênicas com nitrogênio líquido ou hélio. Se este complexo sistema de resfriamento não for mais necessário, isto significaria uma verdadeira revolução na geração, distribuição e uso da energia elétrica.
Bibliografia:
Nonlinear lattice dynamics as a basis for enhanced superconductivity in YBa2Cu3O6.5
R. Mankowsky, A. Subedi, M. Först, S. O. Mariager, M. Chollet, H. T. Lemke, J. S. Robinson, J. M. Glownia, M. P. Minitti, A. Frano, M. Fechner, N. A. Spaldin, T. Loew, B. Keimer, A. Georges, A. Cavalleri
Nature
Vol.: 516, 71-73
DOI: 10.1038/nature13875
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=supercondutividade-temperatura-ambiente#.V08ADdQrJkg
A segunda:
Dizia sobre os pesquisadores do Max Planck Institute for Chemistry e da Universidade Johannes Gutenberg em Mainz descobriram recentemente um novo composto que pode ser utilizado como supercondutor: o sulfeto de hidrogênio como também foi dito acima.
Quando colocado em temperaturas baixas (70 graus Celsius negativos), a substância conduz eletricidade sem qualquer tipo de resistência – e, portanto, sem qualquer perda.
Até agora não existia uma substância sólida capaz de desempenhar o papel de supercondutor em temperatura ambiente. Compostos de cerâmica são a solução mais comum hoje, mas exigem temperaturas extremamente baixas, menores que 100 graus Celsius negativos – e a supercondutividade ainda não é considerada "convencional".
B) Outras descobertas importantes ligadas à eletricidade:
Sobre os motores elétricos eletrostáticos porm exemplo conforme publique aqui no link abaixo, portanto sem uso do campo elétrico;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/09/novo-motor-transforma-diretamente.html
Outra novidade que também publiquei aqui, “o Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2015/04/novas-descobertas-sobre.html
Outra correlata que também publiquei aqui; “Efeito plasmoelétrico: nova forma de converter luz em eletricidade.
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2015/01/efeito-plasmoeletrico-nova-forma-de.html
Publicamos também sobre um escudo defensivo invisível da Terra contra radiações cósmicas no link abaixo;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/12/terra-tem-escudo-invisivel-contra.html
Complementando o tópico acima com três Tópicos sobre Raios e as novas descobertas fantásticas da ciência;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/04/raios-as-novas-e-fantasticas.html
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/04/raios-as-novas-e-fantasticas_9.html
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/04/raios-as-novas-e-fantasticas_23.html
Todos os artigos com base nos fenômenos que gravitam a ciência da eletricidade que parece esta longe de ser toda desvendada.
O eixo central dessa teoria são os chamados pares de Cooper, que demonstra que os elétrons em materiais supercondutores formam pares, que combinam seus movimentos com outros pares de elétrons para fluir de forma contínua e sem restrições.
O que falta?
A pergunta que se coloca é bastante óbvia: Se os pares de Cooper estão presentes tanto nos supercondutores quanto nos isolantes, e se os experimentos demonstram que eles estão envolvidos nos dois comportamentos antagônicos, o que determinaria esse comportamento? Faltaria um elemento ainda mais básico, e mais determinante, para explicar a supercondutividade?
O artigo agora publicado constata que, nos supercondutores, os pares de Cooper se movem linearmente, formando um fluxo de corrente elétrica. Já nos isolantes, eles não se coordenam, e ficam girando sozinhos, impedindo que os outros elétrons fluam. O que é uma descrição do que ocorre, mas não uma justificativa do comportamento.
Voltando um pouco no tempo...
Foi com o trio de físicos americanos Jonh Bardeen, Leon Cooper e Robert Schrieffer, que em 1972 surgiu a explicação para o fenômeno da supercondutividade, fato que deu a eles o prêmio Nobel da física naquele ano. O que fez a explicação deles ser tão importante foi o fato de eles mostrarem que esse fenômeno não está ligado somente à diminuição da agitação térmica dos átomos e moléculas de um material, quando esse está sob baixas temperaturas. Dessa forma, surgiu a idéia da possibilidade da existência desse fenômeno com temperaturas muito elevadas, mas as experiências com condutores metálicos relacionados a essa possibilidade não deram resultados.
Anos mais tarde os físicos da IBM, o suíço Karl Alexander Muller e o alemão Johannes G. Bednorz, conseguiram a supercondutividade a 35 K, o que corresponde a – 238 °C. Graças às suas descobertas e à comprovação da supercondutividade que esses dois físicos cientistas ganharam, em 1986, o prêmio Nobel de Física. Esse fato foi um grande avanço para toda ciência e permitiu avanços significativos em vários ramos de pesquisas.
A supercondutividade é muito importante e tem larga aplicação. Essa propriedade não é aplicada somente na transmissão de energia elétrica, mas também em várias outras como:
· Na construção de magnetos supercondutores que geram campo magnético extremamente forte, os quais possibilitam a construção dos chamados aceleradores de partículas;
· Nos aparelhos eletrônicos que funcionam à base de eletricidade, diminuindo o seu tamanho e o gasto de energia dos mesmos;
· Nos fios supercondutores utilizados em computadores, permitindo que os chips sejam cada vez menores e mais rápidos no processamento de dados;
· Em ímãs, permitindo que eles possam flutuar sobre a superfície de um material supercondutor. Esse fato possibilita a construção e operação dos chamados trens bala, os quais trafegam apenas flutuando sobre o trilho.
Por Marco Aurélio da Silva
Equipe Brasil Escola
http://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm
Mas no final de 2014 e inicio de 2015 vieram as primeiras experiências em temperatura ambiente ou próximas de...
A primeira:
Publicada pela revista eletrônica inovação Tecnológica.
Renasce o sonho da supercondutividade a temperatura ambiente
Supercondutividade a temperatura ambiente
Os supercondutores transportam a eletricidade sem qualquer resistência e, portanto, sem qualquer perda de qualquer natureza.
Eles já são usados em alguns nichos, como ímãs para aparelhos de tomografia e aceleradores de partículas. Mas poderiam estar revolucionando praticamente todo o parque elétrico se não precisassem ser resfriados a temperaturas criogênicas para funcionar.
No ano passado, um experimento nesse sentido fez o coração dos físicos dispararem: quando eles direcionaram pulsos muito curtos de um laser infravermelho sobre uma cerâmica, eles conseguiram pela primeira vez torná-la supercondutora a temperatura ambiente.
A supercondutividade a temperatura ambiente dura apenas o tempo de vida do pulso ultracurto do laser, mas o efeito foi suficiente para mexer com toda a comunidade de pesquisadores que trabalha na área.
YBCO
Agora, uma equipe internacional ofereceu uma explicação para o efeito, o que poderá ajudar no desenvolvimento de materiais que se tornam supercondutores a temperaturas significativamente mais elevadas do que as atuais de forma sustentada - e, eventualmente, os supercondutores verdadeiramente de alta temperatura.
A cerâmica envolvida é o óxido composto de ítrio, bário e cobre (YBCO), um dos materiais mais promissores para aplicações como cabos supercondutores, motores e geradores elétricos de alta eficiência - esses materiais são conhecidos como cupratos, devido à sua base de cobre (Cu).
O cristal de YBCO tem uma estrutura especial: duas camadas finas de óxido de cobre alternadas com camadas intermediárias mais espessas com bário, cobre e oxigênio.
A supercondutividade tem sua origem nas camadas duplas finas de dióxido de cobre. É lá que os elétrons podem se juntar para formar os chamados pares de Cooper. Esses pares podem tunelar entre as diferentes camadas, o que significa que eles podem passar por estas camadas como fantasmas atravessando paredes - um típico efeito quântico.
O cristal somente se torna supercondutor abaixo de uma temperatura crítica, que torna possível o tunelamento dos pares de Cooper não apenas dentro das camadas duplas, mas também através das camadas mais espessas até a próxima camada dupla acima. Acima da temperatura crítica, a cerâmica se comporta normalmente como um condutor muito fraco.
Criando a supercondutividade a temperatura ambiente
Quando o cristal de YBCO é irradiado com um pulso de laser infravermelho, nesse breve instante ele se torna supercondutor a temperatura ambiente.
O que acontece é que o pulso infravermelho não apenas energiza os átomos, fazendo-os oscilar, mas também desloca sua posição no cristal. Esse deslocamento é suficiente para tornar as camadas duplas de dióxido de cobre mais grossas - dois picômetros mais grossas, ou um centésimo do diâmetro de um átomo. Ao mesmo tempo, a camada intermediária torna-se mais fina na mesma medida.
Esse redimensionamento aumenta o acoplamento quântico entre as camadas duplas em uma magnitude suficiente para que o cristal se torne supercondutor a temperatura ambiente durante alguns milionésimos de microssegundo, o tempo de vida do pulso de laser.
Promessas de revolução
Por um lado, esse entendimento ajuda a refinar a teoria ainda incompleta e controversa que tenta explicar a supercondutividade.
"Por outro lado, pode ajudar os cientistas de materiais a desenvolver novos supercondutores com temperaturas críticas mais elevadas," disse o professor Roman Mankowsky, do Instituto Max Planck, na Alemanha, um dos membros da equipe que desvendou o mistério. "E, em última instância, pode ajudar a alcançar o sonho de um supercondutor que opere a temperatura ambiente, sem necessitar de qualquer refrigeração."
Hoje, os ímãs, motores e cabos supercondutores são arrefecidos a temperaturas criogênicas com nitrogênio líquido ou hélio. Se este complexo sistema de resfriamento não for mais necessário, isto significaria uma verdadeira revolução na geração, distribuição e uso da energia elétrica.
Bibliografia:
Nonlinear lattice dynamics as a basis for enhanced superconductivity in YBa2Cu3O6.5
R. Mankowsky, A. Subedi, M. Först, S. O. Mariager, M. Chollet, H. T. Lemke, J. S. Robinson, J. M. Glownia, M. P. Minitti, A. Frano, M. Fechner, N. A. Spaldin, T. Loew, B. Keimer, A. Georges, A. Cavalleri
Nature
Vol.: 516, 71-73
DOI: 10.1038/nature13875
http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=supercondutividade-temperatura-ambiente#.V08ADdQrJkg
A segunda:
Dizia sobre os pesquisadores do Max Planck Institute for Chemistry e da Universidade Johannes Gutenberg em Mainz descobriram recentemente um novo composto que pode ser utilizado como supercondutor: o sulfeto de hidrogênio como também foi dito acima.
Quando colocado em temperaturas baixas (70 graus Celsius negativos), a substância conduz eletricidade sem qualquer tipo de resistência – e, portanto, sem qualquer perda.
Até agora não existia uma substância sólida capaz de desempenhar o papel de supercondutor em temperatura ambiente. Compostos de cerâmica são a solução mais comum hoje, mas exigem temperaturas extremamente baixas, menores que 100 graus Celsius negativos – e a supercondutividade ainda não é considerada "convencional".
B) Outras descobertas importantes ligadas à eletricidade:
Sobre os motores elétricos eletrostáticos porm exemplo conforme publique aqui no link abaixo, portanto sem uso do campo elétrico;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/09/novo-motor-transforma-diretamente.html
Outra novidade que também publiquei aqui, “o Eletromagnon: o elo que faltava entre o "eletro" e o "magnetismo"
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2015/04/novas-descobertas-sobre.html
Outra correlata que também publiquei aqui; “Efeito plasmoelétrico: nova forma de converter luz em eletricidade.
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2015/01/efeito-plasmoeletrico-nova-forma-de.html
Publicamos também sobre um escudo defensivo invisível da Terra contra radiações cósmicas no link abaixo;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/12/terra-tem-escudo-invisivel-contra.html
Complementando o tópico acima com três Tópicos sobre Raios e as novas descobertas fantásticas da ciência;
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/04/raios-as-novas-e-fantasticas.html
http://blogdonevesja.blogspot.com.br/2014/04/raios-as-novas-e-fantasticas_9.html
Todos os artigos com base nos fenômenos que gravitam a ciência da eletricidade que parece esta longe de ser toda desvendada.
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