La fijación de flujo es un fenómeno que ocurre cuando se impide que los vórtices de flujo en un superconductor de tipo II se muevan dentro de la mayor parte del superconductor, de modo que las líneas del campo magnético quedan "fijadas" en esas ubicaciones. [1] El superconductor debe ser un superconductor de tipo II porque los superconductores de tipo I no pueden ser penetrados por campos magnéticos . [2] Algunos superconductores de tipo I pueden experimentar los efectos de fijación de flujo si son lo suficientemente delgados. Si el espesor del material es comparable a la profundidad de penetración de London , el campo magnético puede atravesar el material. El acto de penetración magnética es lo que hace posible la fijación del flujo. En campos magnéticos más altos (por encima del campo crítico inferior H c,1 pero por debajo del campo crítico superior H c,2 ), el superconductor permite que el flujo magnético entre en paquetes cuantificados rodeados por un vórtice de corriente superconductor (ver Vórtice cuántico ). Estos sitios de penetración se conocen como tubos de flujo . El número de tubos de flujo por unidad de área es proporcional al campo magnético con una constante de proporcionalidad igual al cuanto de flujo magnético . En un simple disco de 76 milímetros de diámetro y 1 micrómetro de espesor, junto a un campo magnético de 28 kA/m, se encuentran aproximadamente 100 mil millones de tubos de flujo que soportan 70.000 veces el peso del superconductor. A temperaturas más bajas, los tubos de fundente quedan fijados con alfileres y no pueden moverse. Esta fijación es lo que mantiene al superconductor en su lugar, permitiéndole levitar. Este fenómeno está estrechamente relacionado con el efecto Meissner , aunque con una diferencia crucial: el efecto Meissner protege al superconductor de todos los campos magnéticos que causan repulsión, a diferencia del estado fijado del disco superconductor que fija el flujo y el superconductor en su lugar.
La fijación del flujo es deseable en los superconductores cerámicos de alta temperatura para evitar la "fluencia del flujo", que puede crear una pseudoresistencia y deprimir tanto la densidad de corriente crítica como el campo crítico.
La degradación de las propiedades de un superconductor de alta temperatura debido a la fluencia del flujo es un factor limitante en el uso de estos superconductores. Los magnetómetros SQUID sufren una precisión reducida en un cierto rango de campo aplicado debido a la fluencia del flujo en el imán superconductor utilizado para polarizar la muestra, y la intensidad de campo máxima de los imanes superconductores de alta temperatura se reduce drásticamente por la depresión en el campo crítico.
El valor de la fijación de flujo se ve a través de muchas implementaciones, como ascensores, uniones sin fricción y transporte. Cuanto más delgada es la capa superconductora, más fuerte es la fijación que se produce cuando se expone a campos magnéticos. Dado que el superconductor está fijado sobre el imán lejos de cualquier superficie, existe la posibilidad de que se produzca una unión sin fricción. El transporte es otra área en la que la tecnología de fijación de flujo podría revolucionar y reformar. MagSurf fue desarrollado por la Universidad Paris Diderot utilizando fijación de flujo para crear un efecto similar a un hoverboard que podría transportar a una persona, lo que demuestra la utilidad de la tecnología. [3] [4] La Universidad Federal de Río de Janeiro también ha estado desarrollando un sistema MagLev basado en fijación de flujo llamado Maglev Cobra , que apunta a un factor de forma más pequeño que los sistemas ferroviarios urbanos existentes. También se han realizado algunas investigaciones sobre el uso del efecto de fijación de flujo para aislar las vibraciones de los microdispositivos. La capacidad de fijar un superconductor en el espacio se puede utilizar como un dispositivo amortiguador como un resorte. Esta idea se ha propuesto para aislar vibraciones de piezas de satélites.