Mesmo depois de 1 século de sua
descoberta (Onnes), a supercondutividade ainda possui alguns desafios que
parecem estar muito longe de serem superados. Dois em particular são
notavelmente destacados: o desenvolvimento de uma teoria ab initio que explique a supercondutividade em qualquer intervalo
de temperatura e a obtenção de um material que seja supercondutor em
temperatura ambiente ou maior que a ambiente. Outros desafios como a obtenção
de fios com materiais cerâmicos, também estão longe da superação (Larbalestier).
Inquestionavelmente, a teoria ab initio mais bem sucedida na descrição
da supercondutividade é a teoria BCS (BCS), que explica as propriedades dos
supercondutores tipo I (supercondutores convencionais). Nesta teoria, a
interação elétron-fônon é o mecanismo responsável pela supercondutividade. A teoria
BCS deu origem a importantes conceitos até hoje empregados, como o par de
Cooper e o gap de energia. A descoberta
dos high-TC causou certo
abalo à teoria BCS, pois com base em seus pressupostos havia um consenso de que
o limite máximo da temperatura crítica seria em torno de 30K (McMillan). As
cerâmicas à base de Cu e O mantém um recorde da TC muito acima deste valor (http://www.superconductors.org/News.htm)!
Em função disso, diversos modelos
teóricos foram e continuam sendo desenvolvidos na tentativa de explicar a
supercondutividade de uma maneira completa. Abaixo segue uma pequena lista
destes artifícios:
Esse é um exemplo do quanto esse campo
de pesquisa é desafiador! Embora não mencionada acima, outra teoria que teve e
ainda possui grande utilidade no estudo da supercondutividade é conhecida como
as equações de Ginzburg-Landau (Ginzburg). Esta deu origem a uma
importante grandeza conhecida como comprimento de coerência, uma medida da variação
do parâmetro de ordem.
Além do campo teórico, embora haja uma vasta gama de materiais
supercondutores, o desafio de alcançar uma temperatura crítica equivalente a
ambiente exigirá informações que aparentemente ainda não se possui. Não é
sabido se há ou não um limite físico para a TC.
Apesar disso, nada impede os materiais supercondutores de serem usados em
várias aplicações úteis. Veja uma lista de aplicações aqui: Aplicações dos supercondutores.
Para uma revisão um pouco mais
detalhada, veja: Supercondutividade: um século de desafios e superação.
