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La función de onda de un electrón en presencia de un campo magnético débil ocupa 20 capas atómicas (arriba), pero sólo una si el campo es intenso (abajo). Gráfica: Andrei Lebed.

Un grupo de físicos han demostrado que debería de ser posible restringir los electrones a un espacio bidimensional mediante la ubicación del conductor que los contiene en un campo magnético intenso. Este resultado es importante porque afirma además que la superconductividad podría ser estable incluso en la presencia de semejante campo magnético.
El estudio ha sido llevado a cabo por Andrei Lebed que actualmente trabaja en la Universidad de Arizona.
Los superconductores son unos materiales que conducen la corriente eléctrica sin perdida. Es decir, no poseen resistencia. Aunque para que esto suceda deben de estar a muy bajas temperaturas. Según la Física de superconductores la presencia de un campo magnético disminuye o elimina el fenómeno superconductivo. También hay un límite para la corriente que pueden conducir debido a que la misma corriente también crea un campo magnético a su alrededor. Los superconductores sólo funcionan a bajas temperaturas en parte debido a este fenómeno. Sin embargo, Lebed dice haber demostrado que esto no sucede cuando los electrones están confinados en un espacio bidimensional.
Según este trabajo (Physical Review Letters, 9 de diciembre) la superconductividad bidimensional no sería destruida por la presencia de campos intensos y también permanecería estable a altas corrientes.
La razón estaría en la propiedades mecánico cuánticas de las funciones de ondas asociada a los electrones en un espacio bidimensional interfieren de una manera distinta a como lo hacen en tres dimensiones.
En este último trabajo se afirma que electrones que estarían confinados en una región de 20 capas atómicas se confinan a sólo una cuando se aplican campos magnéticos comprendidos entre 200.000 o un millón de veces más intensos que el campo magnético terrestre.
Afortunadamente este campo es todavía suficientemente “débil” como para no romper el material, pero sin embargo lo suficientemente fuerte como para cambiar las propiedades de la banda de conducción.
El grupo ya ha realizado algunos experimentos con materiales hechos de compuestos de carbono, pero este hallazgo se podría aplicar a superconductores de alta temperatura, según sus autores.
La marca mundial del superconductor con más alta temperatura está en unos 138K (grados por encima del cero absoluto), pero queda lejos de los más de 300K correspondientes a la temperatura ambiente para la cual los superconductores tendrían un fortísimo impacto sobre economía y tecnología.
Como ejemplo dispondríamos de sistemas eficientes de almacenamiento de electricidad, trenes por levitación magnética económicos, mejores sistema de diagnóstico clínico, electrónica superconductora, supercomputación, etc

Fuente: Universidad de Arizona