Levitación magnética

En este video observamos cómo se produce un fenómeno de levitación sin trampa ni cartón. La explicación de este fenómeno la encontramos en la física.

Partimos de tres elementos:
1. un imán (la pieza dorada que levita)
2. nitrógeno líquido (el líquido que se echa en el soporte blanco y que esparce humo)
3. una pieza negra que se encuentra en el centro del soporte.

La gracia de este experimento se encuentra en el tipo de material que compone la muestra de color negro: se trata de un superconductor a alta temperatura.

La superconductividad fue descubierta en 1911 por el físico holandés H. Kamerlingh-Onnes mientras realizaba experimentos para investigar la influencia de las impurezas sobre la resistencia residual de los metales. Al estudiar la dependencia de la resistencia del mercurio respecto de la temperatura, estableció que a temperaturas muy bajas rozando los 0 Kelvin(aproximadamente -273.15ºC) desaparecía la resistencia de la muestra (que se manifiesta por el efecto Joule), se convertían en conductores perfectos. Lo que significa que en un anillo superconductor se hace circular corriente y se desconecta de la fuente, la corriente se conserva en el anillo tanto tiempo como se desee, llengando incluso a años.

Por el momento, aproximadamente la mitad de los elementos metálicos, en un gran número de compuestos metálicos y, en condiciones especiales, en una serie de semiconductores, se ha observado dicho fenómeno.

Uno de los principales problemas es que se precisa mantener dicho material a temperaturas muy bajas, aunque se están consiguiendo materiales superconductores a -100ºC. El gran reto es conseguir materiales superconductores a temperatura ambiente. Esto propiciaría importantes avances tecnológicos.

Dicho esto, podemos explicar la razón por la que se vierte nitrógeno líquido; para enfriar la muestra y alcanzar temperaturas de unos -196ºC, así el material de color negro, se comporta como un superconductor. Observamos que al final del video, conforme la temperatura de dicha muestra va aumentado, este deja de comportarse como un superconductor y el imán va descendiendo debido a la atracción gravitatoria.

El motivo de que se pruduzca la levitación magnética es debido al someterse el superconductor a un campo magnético, los campos poseen la misma intensidad y son opuestos, ambos campos se repelen, por lo que el imán sufre una fuerza repulsiva hacia arriba opuesta a la atracción gravitatoria de sentido opuesto.