Viviamo in un mondo costruito intorno all’elettronica, la quasi totalità dei dispositivi con cui interagiamo su base quotidiana vedono scorrere al loro interno flussi di corrente che gli permettono di svolgere tutte quelle funzioni che sono indispensabili per la società moderna.
La quantità di corrente che fluisce all’interno di un dispositivo elettronico rappresenta il consumo di risorse dello stesso. I dispositivi che devono emettere quantità importanti di energia, come un forno elettrico o un aspirapolvere richiedono un un notevole consumo di risorse economiche ed energetiche; per descrivere questo fenomeno attribuiamo a questi dispositivi quindi una grande resistenza elettrica, che traduce il passaggio di corrente attraverso di essa in una grande potenza utilizzata.
Un processo particolarmente oneroso dal punto di vista delle risorse richieste è la generazione di campi magnetici di grande potenza, ed esistono applicazioni moderne, nei più svariati ambiti, che basano il loro fondamentale funzionamento sulla generazione e sul mantenimento di questi campi.
L’esempio più conosciuto, che rappresenta uno degli impieghi di campi magnetici più socialmente importanti è la Risonanza Magnetica Nucleare (RMN), una tecnica di indagine di fondamentale importanza in campo medico, in quanto permette un’osservazione diagnostica dei tessuti molli con possibilità di distinguere tra varie tipologie di tessuto, impresa impossibile con tecniche di indagine più tradizionali.
La generazione dei potenti campi magnetici all’interno dei macchinari della Risonanza Magnetica Nucleare, e soprattutto il loro mantenimento nel tempo richiederebbe l’erogazione di un enorme quantità di potenza se fosse eseguito tramite un impianto elettrico tradizionale e l’applicabilità dell’intero processo sarebbe inevitabilmente compromessa.
Agli inizi dell’ultimo secolo è stato osservato e studiato un fenomeno che, oltre ad avviare lo sviluppo di questa tecnica di diagnosi, ha permesso che essa fosse idonea all’utilizzo su larga scala, la superconduttività.
Un superconduttore è un materiale posto in una particolare configurazione elettronica nella quale esso offre al suo interno una resistenza elettrica nulla e, di conseguenza, permette il passaggio di un flusso di corrente potenzialmente grande, senza che esso abbia bisogno di una costante erogazione di potenza per essere sostenuto.
Questo fenomeno è stato osservato in diversi materiali e si presenta quando la temperatura degli stessi scende al di sotto di un valore critico, estremamente basso nella quasi totalità dei casi.
La prima osservazione del fenomeno risale al 1911 ed è stata compiuta dal fisico olandese Heike Kamerlingh Onnes in seguito allo sviluppo di una tecnica per raffreddare elio liquido a circa -275 gradi centigradi, ossia solamente due gradi al di sopra dello zero termico assoluto, temperatura sufficientemente bassa per osservare fenomeni di superconduttività.
La Risonanza Magnetica Nucleare è stata ideata e messa a punto nel corso del 900 e introdotta in campo medico solamente negli anni 70. Allo stato attuale dell’arte i macchinari sfruttano sofisticate tecniche di raffreddamento per portare i componenti interni, destinati alla generazione e al mantenimento dei campi magnetici, a temperature idonee al raggiungimento dello stato superconduttivo, e farli quindi lavorare con una richiesta di potenza nulla.
I macchinari sono mantenuti in stato di costante attivazione a temperature criogeniche e rendono necessario solamente mantenere le suddette temperature tramite un opportuno isolamento termico.
Questa tecnica e la sofisticazione della stessa nel corso degli ultimi 50 anni hanno reso possibile l’utilizzo medico su larga scala della Risonanza Magnetica Nucleare, con eccellenti risultati diagnostici.