Um ímã supercondutor é um eletroímã cujas bobinas são feitas de um supercondutor tipo II. Você pode facilmente criar campos magnéticos estáveis de 100.000 Oersted (8.000.000 amperes por metro). Eles produzem campos magnéticos mais fortes do que os eletroímãs de núcleo de ferro padrão e custam menos para operar.
Para entender o que é um ímã supercondutor, é importante saber um pouco sobre supercondutividade. Quando certos metais e cerâmicas são resfriados de uma faixa de graus próxima ao zero absoluto, eles perdem sua resistência elétrica. Essa temperatura é chamada de temperatura crítica (Tc) e é diferente para cada material. Quando não há resistência elétrica, os elétrons estão livres para vagar por todo o material. O elemento pode reter grandes quantidades de corrente por longos períodos de tempo sem perder energia na forma de calor. Essa capacidade de manter uma carga elétrica extrema é chamada de supercondutividade.
A maioria dos metais tem algum tipo de estrutura atômica tecida. Seus elétrons são mantidos soltos, para que possam se mover facilmente para dentro e para fora do padrão de tecido. À medida que os elétrons se movem, eles colidem com os átomos e perdem energia na forma de calor. Os metais podem aquecer e conduzir eletricidade muito bem por causa disso. É por isso que panelas e frigideiras e coisas como torradeiras são feitas de metal.
Em um supercondutor, os elétrons viajam em pares e se movem entre os átomos, em vez de colidir com eles. Quando um elétron carregado negativamente se move através de um tecido com átomos carregados positivamente, ele atrai esses átomos positivos. Outro elétron é atraído pelo resistor e forma pares com o elétron original. Eles constantemente se libertam e se juntam a outros elétrons, mas com pouca ou nenhuma resistência. Por esta razão, eles não perdem calor e energia como o metal padrão.
Os supercondutores do tipo II são aqueles usados nas bobinas de um imã supercondutor. Um supercondutor tipo II atinge Tc a uma temperatura mais baixa do que os supercondutores tipo I. Eles têm uma transição gradual de supercondutores para seu estado normal dentro de um campo magnético. Esses dois recursos permitem que eles conduzam correntes mais altas do que o Tipo I.
Um ímã supercondutor pode ser usado para levitação magnética. No efeito Meissner, um disco supercondutor é colocado sob um ímã e resfriado com nitrogênio líquido. O supercondutor está aberto para aceitar uma carga porque esfria, o ímã induz uma corrente e, portanto, um campo magnético no supercondutor, e o ímã começa a flutuar nesse campo.
O uso de um ímã supercondutor para um sistema de trem levitante está sendo investigado. Também está sendo considerado para fazer ímãs pequenos, mas poderosos, usados para ressonância magnética (MRI). Planos de longo prazo incluem a descoberta de materiais que podem produzir supercondutividade sem congelamento. Se esse material for descoberto, mudará o futuro de muitos campos, incluindo transporte e produção de energia.