Oficina de Vinculación

Levitación magnética pasiva a través del efecto Meissner

Dr. Daniel Ferrusca Rodríguez

Investigador de la Coordinación de Astrofísica y responsable del LIAOM

En el Laboratorio de Instrumentación Astronómica de Ondas Milimétricas (LIAOM) del INAOE, hemos llevado a la práctica uno de los fenómenos más fascinantes de la física moderna: la levitación magnética pasiva a través del efecto Meissner. Utilizando muestras de óxidos superconductores exóticos de alta temperatura como el YBCO (óxido de itrio, bario y cobre) y el BSCCO (óxido de bismuto, estroncio, calcio y cobre) enfriadas con nitrógeno líquido a aproximadamente -196 ∘C (77 K), logramos observar la expulsión total del campo magnético y el anclaje de flujo (flux pinning), permitiendo que diversos imanes leviten  establemente sin contacto mecánico. Estas muestras fueron proporcionadas por el Dr. Arturo Ponce, de la Universidad de Texas en San Antonio (UTSA), como parte de una valiosa colaboración científica orientada al estudio detallado de estos materiales cerámicos avanzados.

El montaje y la puesta en marcha de este experimento corrieron a cargo del Dr. Daniel Ferrusca, junto con sus colegas el Dr. Ismael Martínez y el Ing. Jesús Contreras. Aprovechamos la ocasión para extender un agradecimiento especial al laboratorio de microscopía y al LI-MEMS por el suministro del nitrógeno líquido fundamental para estas pruebas. Aunque estas demostraciones con nitrógeno líquido resultan visualmente impactantes, el trabajo con superconductores en el LIAOM va mucho más allá: en el laboratorio también se han realizado pruebas de caracterización con otros materiales superconductores como el Aluminio, el Nitruro de Titanio y el Niobio, operando a temperaturas extremas por debajo de los 10 K y alcanzando hasta los 0.3 K para el desarrollo de detectores de alta sensibilidad, electrónica criogénica aplicada a la radioastronomía y  crio-electrónica CMOS con potencial uso en computación cuántica.

A nivel tecnológico, los superconductores desempeñan un papel estratégico y de frontera. Sus propiedades únicas permiten construir imanes ultrapoderosos para reactores de fusión nuclear tipo Tokamak, sistemas avanzados de resonancia magnética para medicina, cables de transmisión de energía eléctrica sin pérdidas disipativas, y cojinetes o rodamientos magnéticos de alta eficiencia para almacenamiento de energía. Entender y dominar el comportamiento de estos materiales abre la puerta a la optimización de instrumentos que operan tanto en la Tierra como en misiones científicas espaciales.

Te invitamos a revisar las imágenes y el video adjuntos  (video 1 y video 2) en esta publicación, donde se puede apreciar de primera mano cómo interactúan los campos magnéticos y la superconductividad en nuestras muestras de YBCO y BSCCO. Este tipo de experimentación no solo enriquece nuestra comprensión teórica de la materia condensada, sino que impulsa el desarrollo tecnológico y la formación de nuevas generaciones de estudiantes de posgrado en el área de la instrumentación científica.