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Estado de Minas F�SICA

Supercondutividade e o skate voador do filme "De volta para o Futuro"


postado em 05/08/2015 16:09 / atualizado em 05/08/2015 17:33

Ap�s um m�s de teasers e especula��es, a Lexus finalmente mostrou, ao vivo, o "hoverboard" ou prancha voadora trabalhando. Pode n�o ser id�ntico ao skate voador do filme "De volta para o Futuro", mas j� demonstra que isso pode ser real um dia.


 

Como se constata no v�deo, o futuro do produto vai depender muitas melhorias, pois para um skatista profissional � ainda dif�cil dominar os movimentos mais b�sicos. Controlar uma prancha Lexus � basicamente como dirigir um trem "maglev" (abrevia��o de “levita��o magn�tica”). O hoverboard Lexus depende de supercondutores e �m�s, que trabalham contra a gravidade para levantar o piloto e a prancha acima do solo. Esse vapor que sai para os lados n�o � decorativo... � nitrog�nio l�quido, resfriando-o a -196°C, a temperatura � qual eles se tornam supercondutores.

 

 

 

O vapor n�o � a �nica coisa que pode n�o ser exatamente o que parece. Para conseguir levitar, a prancha precisa estar sobre um conjunto de im�s. Para isso, foi constru�do um skatepark especial de 200 metros em Barcelona, na Espanha, onde o hoverboard foi demonstrado.

Hoje, a prancha voadora � mais uma jogada de marketing da Lexus do que uma proposta comercial para o mercado. Quem sabe no futuro?

Um breve resumo da hist�ria da supercondutividade

Grandes avan�os na �rea da refrigera��o a baix�ssimas temperaturas foram feitos durante o s�culo XIX. A supercondutividade foi retratada pela primeira vez em 1911, pelo f�sico holand�s, Heike Kamerlingh Onnes.

Onnes come�ou a investigar as propriedades el�tricas dos metais em temperaturas extremamente frias. J� era conhecido h� muitos anos que a resist�ncia el�trica dos metais tende a diminuir quando resfriados abaixo da temperatura ambiente, mas n�o se sabia at� que ponto limite a resist�ncia conseguiria cair com a diminui��o da temperatura. Cientistas renomados da �poca, como Lord Kelvin, acreditavam que o fluxo de el�trons num condutor seria completamente "congelado" quando a temperatura se aproximasse do zero absoluto. Outros cientistas, inclusive o pr�prio Onnes, acreditavam o oposto, que a resist�ncia el�trica iria se dissipar, favorecendo a melhor condu��o de eletricidade.

 

Um ímã levitando sobre um material supercondutor refrigerado a nitrogênio líquido, cuja temperatura é de aproximadamente -196 °C ou 77 K.(foto: Peter Nussbaumer, 2005 )
Um �m� levitando sobre um material supercondutor refrigerado a nitrog�nio l�quido, cuja temperatura � de aproximadamente -196 �C ou 77 K. (foto: Peter Nussbaumer, 2005 )


Ap�s experimentos com merc�rio a temperaturas baix�ssima, Onnes comprovou o desaparecimento da resist�ncia el�trica, criando uma nova �rea de pesquisa: a Supercondutividade.

Trem
Trem "maglev" japon�s. (foto: Divulga��o)
 

 

Mas apenas em 1957 os cientistas come�aram a desvendar realmente os mist�rios da supercondutividade de fato. Os cientistas americanos Bardeen, Cooper e Schrieffer desenvolveram um modelo que demonstra como � o comportamento real dos supercondutores. Este modelo foi constru�do com base nas ideias da mec�nica qu�ntica, e sugere que os el�trons de um supercondutor tendem a se condensar formando pares de Cooper, constituindo um estado qu�ntico de baixa energia onde conseguem fluir coletivamente e de forma coerente. Os tr�s f�sicos ganharam o pr�mio Nobel em 1972, e sua teoria hoje � conhecida como teoria BCS, a inicial de seus respectivos sobrenomes. A partir da�, come�aram as aplica��es pr�ticas da supercondutividade, tanto na ind�stria, transportes e medicina. Em 1997, o Jap�o estreava seu primeiro “maglev”: um trem que n�o s� levitava como, no ano seguinte, atingiu a velocidade impressionante de 550 km/h.

 

Artigo do Percurso Pr�-vestibular e Enem.

 

Fonte: 

Marconi B. S. Costa, Antonio C. Pav�o, Supercondutividade: um s�culo de desafios e supera��o. Revista Brasileira de Ensino de F�sica 2012, vol. 34, nº 2.

Revista Saber Eletr�nica nº 178.

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