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Introdução

O fato de que a resistência elétrica de um metal decresce com a temperatura é conhecido há muito tempo. Logo após a liquefação do hélio, em 1908, Kammerlingh Onnes decidiu estudar a variação da resistência na região das novas temperaturas disponíveis, abaixo de 4,2K. Três comportamentos eram admitidos como possíveis, dado o estado rudimentar das teorias da condutividade então existentes. Correspondem, na figura, aos comportamentos $a$, $b$ e $c$.

\begin{pspicture}(0,0)(8,8)
\psline(0.5,1)(7.5,1)
\psline(1,0.5)(1,7.5)
\psbezie...
....8){{\it Temperatura}}
\uput[90]{90}(0.8,5){{\it Resist\^encia}}
\end{pspicture}
O comportamento $a$ ocorreria se a resistência fosse inteiramente devida à obstrução das trajetórias dos elétrons pelas vibrações térmicas - a cessação dessas à temperatura zero faria cessar a resistência. O comportamento $b$ era esperado no caso em que impurezas e imperfeições fossem importantes, enquanto que o comportamento $c$ ocorreria se houvesse uma diminuição do número de elétrons de condução devida a algum mecanismo de condensação .

As experiências de Onnes revelaram resultados surpreendentes. Em suas palavras,
Eu estava inclinado a apoiar a idéia de Dewar, de que a resistência tenderia a se anular no zero absoluto, quando as experiências com hélio líqüido trouxeram uma revelação . A resistência da platina de alta pureza tornou-se constante, ao invés de passar por um mínimo ou de tender a se anular no zero absoluto.
O valor da resistência limite, além disso, dependia muito fortemente das impurezas, e isto levou Onnes a realizar experiências com o metal que se podia obter com máxima pureza: o mercúrio.
Com esta bela perspectiva diante de mim, não havia dificuldades que me pudessem desanimar. Elas foram superadas e o resultado das experiências foi tão convincente quanto podia ser esperado. Não restou dúvida sobre a existência de um novo estado do mercúrio, no qual a sua resistência tinha praticamente desaparecido... o mercúrio tinha passado a um novo estado, que, por causa de suas extraordinárias propriedades elétricas, pode ser chamado de estado supercondutor.
A figura abaixo sumariza os resultados de Kammerlingh Onnes.


\begin{pspicture}(0,0)(8,8)
\psline(0.5,1)(7,1)
\psline(1,0.5)(1,7)
\psline[line...
...[0](0.1,5){{\small0,02}}
\uput[0](0.5,7.5){$R/(R_{0^{\circ}C})$}
\end{pspicture}

Posteriormente Onnes verificou que o problema não era intrinsecamente ligado às impurezas, uma vez que elas não inibiam a propriedade do mercúrio de se tornar supercondutor. Assim, a platina e o mercúrio pareciam ter alguma diferença fundamental, que se revelava através do fato de um se tornar supercondutor e o outro não.





Dados experimentais sobre supercondutores

\( \begin{array}{ccc}
& & \\
& T_c(K) & H_c(Gauss)\\
& & \\
Al & 1.2 & 99 \\
Pb & 7.2 & 803 \\
Hg & 4.2 & 413 \\
Niobio & 9.3 & (Tipo\; 2)
\end{array} \)


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Henrique Fleming 2002-04-15