Projecte tancat a partir de 2014. Tanmateix tots els continguts dels de 1994 fins a 2013 inclòs continuen consultables. Les eines (cercador, comptador de notícies,...) continuen en funcionament.

Article

Any 2003

Imprimir    Recomanar article
Alexei A. Abrikosov, Vitali L. Ginzburg, Anthony J. Legget

Fes-ho còrrer Fes-ho còrrer
  • twitter
  • facebook
Paraules clau Paraules clau
Premis Nobel (196)
Química i Física (54)
Personatges Personatges
Alexei Abrikosov (3)
Anthony J. Leggett (3)
Heike K. Onnes (1)
John Bardeen (1)
John Schrieffer (1)
Leon Cooper (1)
Vitali L. Ginzburg (2)
Entitats Entitats
Institut de Física Lebedev (1)
Laboratori Nacional d’Argonne (Illinois) (1)
Premis Nobel (98)
Reial Acadèmia de les Ciències de Suècia (32)
Indrets geogràfics Indrets geogràfics
Londres (Regne Unit) (179)
Moscou (Rússia) (60)
47 lectures d'aquest article
50 impressions d'aquest article
Superconductivitat i superfluïdesa
Nobel de física
El 2003, la Reial Acadèmia Sueca va premiar els russos Alexei A. Abrikosov i Vitali L. Ginzburg, i el britànic Anthony J.Leggett, amb el Nobel de física per les seves aportacions a la física quàntica.

Concretament, els tres investigadors havien treballat en els camps de la superconductivitat i la superfluïdesa, fenòmens atòmics que esdevenien a temperatures ultrabaixes, en ser dues propietats que presentaven alguns metalls i altres materials a temperatures properes a l’anomenat zero absolut. En aquest estat, els metalls no oposaven resistència a corrents elèctrics i podien desplaçar fluxos magnètics, generant-ne camps al voltant.

Quan al segle XIX es van començar a investigar els metalls conductors d’electricitat, els investigadors van veure que s’escalfaven i creaven camps magnètics. El 1911, el físic holandès Heike K. Onnes va descobrir que refredant el mercuri a –273 graus, prop del zero absolut, el metall esdevenia un conductor perfecte de l’electricitat, ja que no oferia resistència i, per tant, no comportava una pèrdua parcial de l’energia. Justament el 1913, l’holandès va rebre el premi Nobel pel descobriment, sobre el qual encara no es tenia cap explicació.

El 1952, John Bardeen, Leon Cooper i John Schrieffer van plantejar per primer cop la teoria de la superconductivitat a baixes temperatures, a la qual van batejar amb les seves inicials: BCS. La teoria explicava que aquest fenomen obeïa al fet que parelles d’electrons creaven una estructura que es comportaven com una única partícula, la qual fluïa pel material dins d’una estructura regular d’àtoms, carregats en positiu, i originava un corrent que circulava sense resistències. Per la postulació de la teoria, els tres científics van rebre el premi Nobel l’any 1972.

Ja en els anys cinquanta alguns experts havien experimentat que hi havia un cert tipus de superconductivitat que no es podia explicar amb la teoria BCS, ja que no desapareixia quan se sotmetia a grans camps magnètics. Per aquest motiu, es van classificar els superconductors en dos tipus: els que complien la teoria formulada el 1952, de tipus I, i els que no, de tipus II. Abrikosov va formular una nova teoria, basada en els treballs de Ginzburg i altres científics, per explicar la superconductivitat de tipus II. La teoria postulava que aquesta es produïa en aliatges, materials no metàl·lics i en el coure, i es mantenia, fins i tot, quan se sotmetia a camps magnètics molt forts. Això era degut a l’existència d’un paràmetre que determinava el grau i la forma de penetració d’un camp magnètic en un superconductor.
Els descobriments d’Abrikosov van ser confirmats, posteriorment, pel desenvolupament de materials superconductors a temperatures més elevades i sotmesos a magnetisme.

Pel que fa a la superfluïdesa, un estat de la matèria líquida que no presenta viscositat, se sabia que els líquids perdien les característiques originals i esdevenien capaços de transmetre ones de temperatura i transportar-les sense alterar la quantitat de calor, en unes condicions de baixa temperatura. Els treballs de Leggett van permetre d’explicar aquestes característiques, aplicats al cas d’un isòtop de l’heli, el 3He. El britànic va estudiar com actuaven i s’ordenaven els àtoms de la matèria en aquest estat de superfluïdesa, cosa que va permetre entendre com l’ordre es transforma en caos i turbulència en les situacions en què la matèria canvia.

En les últimes dècades s’havien descobert una trentena de materials superconductors, els quals cada cop requerien temperatures menys baixes per aconseguir desvelar-ne les qualitats. L’avantatge principal era que per damunt dels –196 graus ja no calia heli líquid per ultrarefredar els materials, sinó que es feia servir nitrogen líquid, amb uns costos molt menors. Després d’aconseguir això, la física va encarrilar la feina a aconseguir reproduir les característiques de la superconductivitat a temperatura ambient, fet que podria permetre utilitzar els materials per a la construcció de trens magnètics que desenvolupessin velocitats superiors a 500 quilòmetres per hora o per a la producció de materials d’electrònica industrial.

El 2003, les aplicacions de la superconductivitat i la superfluïdesa ja eren conegudes en la medicina (la ressonància magnètica aprofita el camp magnètic que generen aquests materials) o la física (els acceleradors de partícules i les màquines de fusió necessiten el camp magnètic generat pels superconductors per funcionar), i començaven a tenir un paper en la mateixa comprensió de l’univers, que també era un espai superfred amb característiques ambientals molt similars a les del 3 He.

Alexei A. Abrikosov va néixer a Moscou l’any 1928. Doctorat en físiques als 21 anys a l’Institut de Problemes Físics de la capital russa, el 1955 es va doctorar també en matemàtiques. El 1975 va ser distingit amb un títol de doctor honoris causa per la Universitat de Lausana, i el 1991 es va vincular al laboratori Nacional d’Argonne (Illinois). Membre de les acadèmies de ciències russa i nord-americana, el 2003 se’l considerava descobridor de la superconductivitat de tipus II i de les seves propietats magnètiques.
Vitali L. Ginzburg va néixer a Moscou l’any 1916 i es va doctorar en física a la Universitat Estatal de Moscou l’any 1942. Va treballar més de quaranta anys a l’Institut de Física Lebedev, on va dirigir el grup de teories físiques.

Va ser, a més, professor a la universitat estatal Gorki i de l’Institut de Física i Tecnologia de Moscou. El 2003 feia mig segle que gaudia de la consideració de pilar de la investigació russa, tot i pertànyer, a més, a nou acadèmies de ciències més, com ara la Royal Society de Londres. El mateix any de l’obtenció del Nobel i amb 87 anys, Vitali L. Ginzburg seguia col·laborant amb l’Institut Lebedev.

Anthony J. Leggett va néixer a Londres el 1938 i es va doctorar en ciències físiques a la Universitat d’Oxford el 1964. Després de passar per la Universitat de Sussex, el 1983 va començar a treballar al departament de física de la Universitat d’Illinois, on va investigar la teoria dels superfluids. Leggett va dedicar tota la seva carrera a l’estudi de les matèries condensades i les bases de la mecànica quàntica.