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Superconductor de muy alta temperatura

Consiguen un superconductor, que a muy alta presión, es superconductor por debajo de los 7 grados centígrados.

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Un superconductor es un material que no presenta resistencia al paso de la corriente eléctrica cuando su temperatura baja por debajo de cierta temperatura crítica. También presenta otras propiedades, como el ser un diamagnético perfecto, es decir que excluye totalmente el campo magnético.

Normalmente, la temperatura de transición es cercana al cero absoluto, por lo que se necesita refrigeración con helio líquido, algo que es muy caro. Pero en los años ochenta del pasado siglo se descubrió el YBaCuO, el primer superconductor de alta temperatura. En lugar de ser un metal se trataba de un material cerámico. A partir de entonces se fueron sintetizando superconductores de «alta temperatura», pero siempre a una temperatura para la que se necesitaba nitrógeno líquido, a casi 200 grados bajo cero, para poder refrigerarlos.

La sucesión de récords se fue haciendo cada vez más lenta, entre otras cosas porque no hay una teoría que explique esta superconducción que pueda guiar los experimentos. Para los superconductores de baja temperatura, los metálicos, sí que hay una teoría, la BCS, que explica la superconducción de forma satisfactoria. Otro problema de los superconductores de alta temperatura es que se trata de materiales cerámicos, que no son dúctiles y flexibles, al contrario que los de baja temperatura.

Al final, y después de todos estos años, las aplicaciones de los superconductores de alta temperatura han sido muy escasas. Parece que la única esperanza sería descubrir superconductores a temperatura ambiente, algo perteneciente al mundo de la ciencia ficción.

Antes del descubrimiento del YBaCuO, compuestos similares alcanzaban la superconductividad a alta temperatura cuando se les sometía a alta presión. Pero los físicos idearon un método para que la estructura cristalina recreara los efectos de esa alta presión sobre una capa atómica específica: el YBaCuO había nacido y no fue por casualidad.

Ahora hay unos resultados en este campo que excitan nuestra imaginación. Al parecer, un nuevo material de lantano e hidrógeno sometido a alta presión presenta superconducción a una temperatura cercana a la ambiente.

Suena muy bien, pero la presión necesaria, alcanzada sólo en juntas de yunque de diamante, es de 200 gigapascales, unas dos millones de atmósferas de presión.

Las pruebas son de momento provisionales y la investigación está en sus primeros estadios, pero, si se confirma el resultado podría ser el inicio de una revolución, o no. Habrá que esperar y ver.

Russell Hemley (George Washington University) anunció sus primeros resultados en un congreso el pasado agosto, pero es ahora cuando él y su equipo publican sus resultados en Physical Review Letters.

El material es una mezcla lantano e hidrógeno, por cada átomo de lantano hay 10 de hidrógeno. Su temperatura de transición es de 7 grados centígrados, es decir, por encima de la temperatura de congelación del agua. El resultado tiene una enorme importancia psicológica, pues el anterior récord, de 2014, era para una temperatura crítica de 83 grados centígrados bajo cero.

Este compuesto no es casual, Hemley y colaboradores buscaban esa estructura a propósito porque sus estudios previos sugerían que permitiría una temperatura crítica muy alta.
Hemley dice que en el próximo artículo que publique mostrarán pruebas de que el nuevo superconductor presenta diamagnetismo perfecto, algo único de los superconductores. Si es así, las pruebas se acumularían a su favor.

Hemley añade que está seguro de que existen otros materiales similares, incluso más allá de lo que sugieren las simulaciones. Sostiene que podrían tener temperaturas críticas aún más altas.

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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Artículo II. [3]
Artículo III. [4]
Imagen: Ivan A. Kruglov y colaboradores.