Levitação magnética

O supercondutor não é apenas um condutor perfeito. É também caracterizado pela expulsão de campos magnéticos estáticos do seu interior, um fenómeno conhecido como efeito de Meissner.

Linhas de força do campo magnético a atravessar um metal (não magnético).

Consideremos um supercondutor. Acima da temperatura crítica o metal (não magnético) comporta-se como o vácuo e as linhas de força do campo magnético atravessam-no sem sofrerem alterações, cf. figura da direita.

Expulsão das linhas do campo magnético por um material supercondutor.

Abaixo da temperatura crítica o campo magnético é expelido do interior do supercondutor, cf. figura da esquerda. O processo é reversível: se aquecermos o supercondutor acima da temperatura crítica, as linhas de força magnéticas voltam a atravessar o metal.

Correntes induzidas na superfície de um supercondutor.

O efeito de Meissner explica-se facilmente com base no fenómeno das correntes induzidas na presença de um campo magnético, cf. figura da direita. Quando a temperatura desce abaixo da temperatura crítica (Tc), são geradas supercorrentes persistentes que produzem um campo magnético tal que o campo externo é anulado no interior do supercondutor.

Contudo, a expulsão do fluxo só é total nos supercondutores homogéneos, conhecidos por supercondutores do tipo I. Para verificar se um supercondutor é deste tipo, o material é arrefecido abaixo de Tc, em repouso, na presença de um campo magnético externo (gerado por um electroíman). Ao desligar o campo externo, a lei de Lenz e a resistência nula implicam o estabelecimento de uma supercorrente induzida que contraria exactamente a variação deste campo. Se ao aproximar uma bússola esta não for desviada, a corrente induzida quando se desligou o campo anulou a corrente responsável pela expulsão e o material é do tipo I.

Levitação magnética.
Efeito de Meissner.

O efeito de Meissner dá origem à repulsão entre os supercondutores e ímans permanentes. As correntes que cancelam o campo exterior criam um campo magnético que é uma imagem de espelho do do íman e que a distâncias curtas pode ser suficiente para equilibrar o seu peso. A forma mais impressionante de o mostrar, e a sua imagem de marca, é a levitação de um supercondutor num campo magnético como mostra o vídeo (source).