Superconduttività e applicazioni: esperimenti in mostra

Dopo il successo del 2008, torna ad HTE la mostra di Apogeo Ambiente, che si propone, tramite una serie di esperimenti, di far comprendere sia le proprietà fisiche fondamentali della superconduttività, sia le proprietà alla base delle sue applicazioni. La mostra, infatti, è costituita da banchi sperimentali, ognuno dedicato a un fenomeno (o a una sua applicazione tecnica), e ognuno corredato da un pannello, che fornisce una breve spiegazione dell'esperimento o dell'applicazione.

Banchi e pannelli sono stati progettati da Apogeo Ambiente, in collaborazione con il prof. Andrea Perali del Dipartimento di Fisica dell'Università di Camerino, con l'obiettivo di realizzare un percorso fruibile da diverse fasce di utenti: studenti, pubblico generico, esperti. Lo spettatore disporrà di una guida che lo accompagnerà nella visita della mostra, adattando di volta in volta, in base alle necessità e alle richieste, spiegazioni e notizie tecniche.

Esperimenti dedicati ai fenomeni tipici della superconduttività

Effetto Meissner: espulsione del campo magnetico esterno e levitazione magnetica
Poniamo un magnete sul materiale superconduttore (il cuprato B2223 oppure Y123) a temperatura ambiente (circa 300K). Quindi versiamo l'azoto liquido in modo da portare i materiali alla temperatura di 77K. Il magnete si solleva dal superconduttore e rimane sospeso in una posizione di equilibrio stabile: è il fenomeno della levitazione magnetica provocato dall'effetto Meissner. Al di sotto della temperatura critica nel superconduttore nascono delle correnti circolari locali (vortici) con conseguenti campi magnetici che sollevano il magnete ponendolo in equilibrio stabile al di sopra del superconduttore.

Vortici e sospensione magnetica: proprietà dei superconduttori del II tipo
A temperatura ambiente tentiamo inutilmente di sollevare un superconduttore EFP con un magnete. Immergiamo il superconduttore nell'azoto liquido, provocandone il raffreddamento. Osserviamo come ora il superconduttore rimanga appeso al magnete. L'effetto di sospensione magnetica avviene nei superconduttori di tipo II con alta capacità di pinning (ancoraggio) dei vortici di supercorrenti, quali appunto i cuprati superconduttori (e in particolare Y123 e B2223), grazie all'effetto gabbia del campo magnetico che impedisce al superconduttore di allontanarsi dal magnete.

Permanenza di una corrente indotta
Ci troviamo nello stato superconduttivo, al di sotto della temperatura critica. Partiamo per questo esperimento con il superconduttore ancorato ad un magnete permanente. Se ora forziamo la separazione fra i due oggetti si può osservare la permanenza della corrente indotta nel superconduttore.

Esperimenti dedicati alle applicazioni

Modello di trenino a levitazione magnetica
Esperimento nuovamente legato alla levitazione magnetica. Una pista di magneti permanenti permette il movimento non rettilineo di un superconduttore che si trovi al di sotto della sua temperatura critica. Questo è un esperimento divertente e di grande effetto che permette di introdurre un’altra importante applicazione dei superconduttori.

Per informazioni:
Apogeo Ambiente srl
Via Monte Erice, 8 - 00141 Roma
Tel/Fax: +39 06 87186073
Web: www.apogeoambiente.it
e-mail: Luca Di Massimo