Levitação magnética e Efeito Meissner

Podemos dizer que o comportamento de um material supercondutor é, de certa forma, bastante complexo, podendo ser explicado por meio da Mecânica Quântica. No entanto, existem alguns fatos relativamente simples e interessantes sobre ele que serão mencionados aqui.

Levitação magnética

Como a resistência de um supercondutor é nula, o campo elétrico no seu interior também deve ser nulo; do contrário, a falta de resistência permitirá que as correntes sejam infinitas. Sendo assim, o campo magnético no interior de um supercondutor não pode variar, precisa ser constante, já que, conforme sabemos pela Lei de Faraday, qualquer alteração no campo magnético produz um campo elétrico.

Suponhamos então que um supercondutor seja colocado em uma região na qual inicialmente o campo magnético seja nulo. Depois, aproximamos desse condutor um ímã. Como o campo magnético dentro do supercondutor é inicialmente nulo e não pode mudar, ele deve continuar nulo.

De acordo com a Lei de Faraday, a aproximação do ímã induz correntes no supercondutor, as quais induzem um campo magnético que cancela o campo do ímã, isto é, que gera um campo oposto ao do ímã, produzindo uma repulsão. Como se trata de material supercondutor, a corrente persiste e o ímã levita indefinidamente.

Efeito Meissner

Já observamos que o campo magnético no interior de um supercondutor é constante. Podemos detalhar mais essa informação, relatando que os físicos W. H. Meissner e Robert Ochsenfeld mostraram que o campo magnético do supercondutor não se limita a ser apenas constante, ele é nulo. Assim, se um material supercondutor, inicialmente a uma temperatura superior a T_c, ou seja, em um estado em que ele não pode ser considerado supercondutor, é submetido a um campo magnético e em seguida é resfriado a uma temperatura inferior a T_c, ele expele todo o campo magnético do seu interior.

Esse efeito, chamado efeito Meissner, explica um segundo tipo de levitação. Suponhamos que um ímã seja colocado sobre um material supercondutor acima da temperatura T_c, ou seja, ainda em uma situação em que não é um supercondutor. Quando a temperatura fica inferior a T_c, o material torna-se supercondutor e gera correntes que expelem o campo magnético, isto é, o ímã se levanta, passando a levitar acima do supercondutor.