Ainda no século XIX, os pesquisadores já haviam observado que a resistência elétrica dos metais vai diminuindo conforme a temperatura também diminui.

Em 1908, o físico alemão Heike Kammerlingh Onnes (1853-1926) consegue desenvolver um complexo processo de criogenia que liquefaz o gás hélio quando atinge a temperatura T = – 269 graus Celsius ou 4,2 Kelvin.

Em 1911, Onnes começa a utilizar o hélio líquido para observar o comportamento elétrico de várias substâncias com a diminuição da temperatura, pois ele supunha que deveria haver uma temperatura limite abaixo da qual a resistência elétrica daquele metal atingiria o menor valor ou seria anulada e isso permitiria a melhor condução de eletricidade.

Não havia concordância com essa suposição, pois o matemático e físico escocês William Thomson, o Lord Kelvin (1824-1907) imaginava que em temperaturas muito baixas os condutores de carga elétrica – os elétrons, partículas atômicas identificadas em 1897, pelo físico inglês Joseph John Thomson (1856-1940) – congelariam.

O primeiro resultado de Onnes foi com o mercúrio, Hg – substância metálica – e para a sua surpresa, o que aconteceu foi completamente diferente do que ele imaginara: enquanto a temperatura diminuía até pouco acima de 4,2K, a resistência também diminuía conforme se esperava, mas quando o Hg atingiu a temperatura de 4,2K, a resistência simplesmente despencou para zero, conforme mostra o gráfico da resistência em função da temperatura medida em Kelvin, feito com as medidas realizadas pelo próprio Onnes. Diante disso, Onnes registrou: “Abaixo da temperatura de 4,2K, o mercúrio passou para um novo estado com extraordinárias características elétricas, o qual pode ser chamado de estado supercondutor”.

Assim nasce um novo campo de pesquisa para melhor conhecermos a natureza: em princípio todos os materiais podem apresentar a propriedade de supercondução abaixo de certa temperatura crítica específica para cada material.

A compreensão dos conceitos de resistência e resistividade elétrica e a descrição teórica da supercondutividade só foram adequadamente desenvolvidas com os conceitos da física quântica, pois é proveniente do comportamento coletivo dos átomos dos materiais, impossível de ser explicado com os conceitos da física clássica.

Durante mais de 60 anos esse conhecimento ficou hibernando nos laboratórios e nas bibliotecas das universidades, porque a supercondutividade dos materiais conhecidos só se manifestava para temperaturas críticas abaixo de 4,2K.

Essa limitação inviabilizou a sua utilização tecnológica, pois para manter o material com essa temperatura era muito dispendioso, tanto pelo custo do hélio líquido, quanto pelo sofisticado isolamento térmico que deveria envolver o material.

O grande desafio estava em identificar algum novo material, ou alguma modificação nos materiais conhecidos, que apresentasse a supercondutividade em temperatura crítica mais elevada, se possível até mesmo em temperatura ambiente.

Isso só aconteceu em 1987, com o surgimento das cerâmicas feitas em laboratório que apresentam supercondutividade em temperaturas críticas de 77K – a temperatura do nitrogênio líquido (ver comentário em postagem anterior: Supercondutores Cerâmicos – 20 Anos).

Agora, com custo inferior a 10% do custo do hélio líquido e menor custo no isolamento térmico, já é possível viabilizar o aproveitamento desse fenômeno, como já estão fazendo com eletroímãs em regime supercondutor, além do projeto de computador com todas os seus circuitos elétricos funcionando como supercondutor.

Nós ainda não estamos convivendo com as inovações provenientes dos materiais supercondutores.

Porém os atuais avanços tecnológicos estão aproximando esses materiais do nosso dia-a-dia.

Por isso continuarei a escrever sobre esse assunto.