Fino agli anni '50 le evidenze sperimentali sulla superconduttività correvano più velocemente dei modelli teorici che potessero spiegare cosa accadeva a livello microscopico. I modelli quantistici sviluppati negli anni trenta potevano spiegare la conduttività nei metalli normali, ma non lo stato superconduttivo. Fu allora che due studiosi russi, Vitalj L. Ginzburg e Ley D. Landau, svilupparono una teoria fenomenologica della superconduttività. Osservando ciò che avveniva durante la transizione dallo stato normale a quello di superconduzione, i due scienziati riuscirono a formulare una serie di equazioni che descrivevano il fenomeno; non si riusciva però a spiegare a livello microscopico perché questo si verificasse.

Negli anni cinquanta il fisico russo Aleksej A. Abrikosov pubblicò la teoria di base sul comportamento di un superconduttore convenzionale di II tipo in presenza di un campo magnetico. Prendendo spunto dal lavoro di Ginzburg e Landau, Abrikosov riuscì a dimostrare che il comportamento magnetico di un superconduttore di tipo II sotto alla temperatura critica dipende dall'intensità del campo applicato e dalla temperatura. Tale relazione può essere rappresentata da un diagramma di fase magnetico, il quale mostra che un superconduttore convenzionale ha tre stati magnetici distinti. Abrikosov, attualmente presso gli Argonne National Laboratories di Chicago, ha ottenuto un altro importante risultato: ha previsto teoricamente l'ordinamento dei vortici di supercorrenti (presenti nei superconduttori di tipo II) in un reticolo periodico. Questi vortici racchiudono quantità discrete di campo magnetico che penetra nel superconduttore. La configurazione di minima energia per una tale schiera di linee di flusso (vista stando sopra la superficie) è quella di un reticolo triangolare. Il reticolo di Abrikosov è stato osservato sperimentalmente con una struttura a base triangolare e la sua esistenza e stabilità hanno importanti conseguenze per le applicazioni tecnologiche. (tratto dal sito www.chimica.unige.it )

Le tappe della Superconduttività
· 1911. Il fisico olandese H. K. Onnes scopre la superconduttività nel mercurio raffreddato a 4.2 K.
· 1913. H. K. Onnes vince il Premio Nobel per la Fisica per le sue ricerche sulle proprietà della materia a basse temperature.
· 1933. W. Meissner e R. Ochsenfeld scoprono quello che è oggi conosciuto come 'Effetto Meissner'
· 1941. Alcuni scienziati comunicano la superconduttività del nitrito di niobio (niobium nitride) a 16 K.
· 1953. Si scopre che il vanadium-3 silicon superconduce a 17.5 K.
· 1957. Si pubblica la prima teoria microscopica che spiega il meccanismo della superconduzione: la teoria BCS.
· 1962. Alla Westinghouse producono il primo filo superconduttore al niobio-titanio a scopo commerciale.
· 1972. John Bardeen, Leon Cooper e John Schrieffer vincono il Premio Nobel per la Fisica per la teoria BCS.
· 1973. Brian D. Josephson vince il premio Nobel per la fisica per l'effetto che ormai era noto come effetto Josephson
· 1986. I ricercatori dell'IBM Alex Muller e Georg Bednorz producono un composto ceramico a base di lantanio, bario, rame e ossigeno che superconduce a 35 K.
· 1987. I gruppi di scienziati dell'Università di Houston e di quella dell'Alabama ad Huntsville sostituiscono l'ittrio al lantanio e producono una ceramica che superconduce a 92 K. Questo risultato porta ormai la superconduttività a temperature superiori a quelle dell'azoto liquido (77 K). Bednorz e Muller vincono il Premio Nobel per la Fisica per la scoperta dei superconduttori ad alta temperatura (HTcS).
· 1988. Gruppi di scienziati all'IBM ed ai AT&T Bell Labs producono una ceramica che superconduce a 125 K.
· 1993. Schilling, M. Cantoni, J. D. Guo e H. R. Ott a Zurigo, in Svizzera, producono un superconduttore fatto di mercurio, bario e rame (HgBa2Ca2Cu3O8) che superconduce alla temperatura di 133 K.
· 2001. Jun Akimitsu dell'Università di Tokyo, annuncia durante il Simposio sugli ossidi dei metalli di transizione svoltosi a Sendai, in Giappone, un nuovo superconduttore metallico, il diboruro di magnesio. Questo nuovo superconduttore funziona a 38 K , valore di molto superiore a quello di 20 K che costituiva il limite precedente per i superconduttori metallici (lega di niobio e stagno).

Premi Nobel per la Superconduttività

Onnes (1913), `Per le sue ricerche sulle proprietà della materia a basse temperature che ha condotto, inoltre, alla produzione dell'elio liquido'

Bardeen, Cooper, Schrieffer (1972)
`Per la loro teoria della Superconduttività, sviluppata congiuntamente, conosciuta come teoria BCS'

Leo Esaki, Ivar Giaever, Brian D. Josephson (1973)
`Per le sue previsioni teoriche delle proprietà di una supercorrente attraverso una barriera tunnel, in particolare quei fenomeni che sono generalmente noti come effetti Josephson'

Bednorz and Muller (1987)
`Per il loro importante successo nella scoperta della superconduttività nei materiali ceramici

Introduzione alla superconduttività

www.superconduttori.it

Superconduttività e applicazioni

www.superconductors.org (in ingl.)

Raccolta di link sulla superconduttività (in ingl.)