L’interruttore superconduttore

Anche il futuristico Swissmetro, il treno sotterraneo a levitazione magnetica che dovrebbe un giorno collegare Ginevra e Zurigo, potrà magari approfittare di questa nuova tecnologia Keystone

Un gruppo di studiosi dei Bell Laboratories, di cui fa parte anche un ricercatore del Politecnico Federale di Zurigo, è riuscito a realizzare un dispositivo che passa con facilità dalla superconduzione alla conduzione normale e viceversa.

La superconduttività è un fenomeno noto da circa un secolo: alcune sostanze, portate a una temperatura molto bassa, smettono di opporre resistenza al passaggio della corrente elettrica, che può quindi fluire senza perdite di energia.

Questo settore della ricerca è in forte espansione. Si cercano soprattutto sostanze che siano superconduttrici a temperature prossime alla temperatura ambiente, anche se questo risultato è ancora decisamente lontano. Lo scopo è quello di risparmiare energia nel trasporto della corrente elettrica, ma anche di produrre campi magnetici di grande intensità, che troverebbero molte applicazioni tecnologiche, per esempio nel settore dei trasporti con i treni a levitazione magnetica. Nel contempo, la superconduttività viene studiata e applicata in numerosi dispositivi, che in futuro promettono di diventare essenziali. Uno di questi è la “giunzione Josephson”.

Una giunzione Josephson è costituita da un “sandwich” nel quale due materiali superconduttori circondano una sostanza che, invece, conduce normalmente. Ebbene, modificando le proprietà del sistema è possibile far passare la corrente, senza dissipare energia, anche attraverso il conduttore normale. Il problema è che le giunzioni Josephson sono costituite da almeno due sostanze diverse, con tutti i problemi di irregolarità nelle superfici di separazione.

Ora però un gruppo di studiosi dei Bell Laboratories, di cui fa parte anche Bertram Batlogg, del Politecnico Federale di Zurigo, è riuscito a costruire una giunzione Josephson nella quale l’intercapedine di separazione non è formata da un materiale diverso da quello circostante,bensì da un “gas di elettroni”. Il dispositivo è composto quindi da un’unica sostanza. Inoltre i due bordi del sandwich possono diventare superconduttori al semplice variare della temperatura.

Si profila quindi all’orizzonte la possibilità di un apparecchio che, al semplice “ruotare di una manopola”, passa dalla superconduttività alla conduttività normale e viceversa. Le applicazioni? Gli studiosi già stanno pensando all’impiego della loro “giunzione Josephson” nei circuiti elettronici superconduttori.

Marco Cagnotti