Obtienen un superconductor a temperatura ambiente, pero a muy alta presión.
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En algunas novelas de ciencia ficción se menciona la existencia de una tecnología avanzada con la que es posible sintetizar superconductores a temperatura ambiente. Durante muchas décadas se creyó que eso era pura imaginación.
Un supercoductor es un material que es capaz de conducir la corriente eléctrica sin pérdidas por debajo de cierta temperatura critica. La existencia de estos materiales se conoce desde hace más de un siglo, en concreto desde 1911 con el mercurio. Durante 7 décadas estos materiales eran metálicos y mantenían el estado supercoductor a temperaturas cercanas al cero absoluto de temperatura (273 grados bajo cero), por lo que se necesita helio líquido para su refrigeración. Aunque se subió un poco la temperatura crítica, sólo se pudo alcanzar temperaturas del nitrógeno liquido en los ochenta con materiales cerámicos.
A estas cerámicas, como el cuprato YBACUO, se les dio el nombre de supercoductores de alta temperatura. Así como hay una explicación teórica para los supercoductores de baja temperatura (teoría BCS), todavía no se conocen muy bien los detalles de los de alta temperatura.
Sin embargo, las aplicaciones prácticas de los superconductores de alta temperatura han sido muy escasas, pese a las esperanzas depositadas en ellos en un principio. Desde entonces se ha seguido investigando y, por ejemplo, se descubrió que algunos materiales se hacían superconductores a temperaturas más elevadas si se sometían a presión.
Hace unos días se publicó un resultado producto de seguir investigando por esta vía: un material mantiene su estado superconductor incluso a temperatura ambiente. El precio a pagar es que esto se da sólo a la gigantesca presión de dos tercios de la presente en el centro de la Tierra.
El logro lo ha conseguido el equipo de Ranga Dias (University of Rochester) y viene de una idea de 1968 sugerida por Neil Ashcroft (Cornell University). Según él, el hidrógeno metálico baja un alta presión debería ser superconductor. Aunque varios grupos dicen haber conseguido hidrógeno metálico, estos resultados son controvertidos. Algunos opinan que para lograr esto se necesita una presión superior a la reinante en el centro de la Tierra y esto es algo que todavía no podemos lograr. Ashcroft pensó que quizás añadiendo algo más que hidrógeno a la receta se facilitaría la meta.
Estas altas presiones sólo se logran en el pequeño hueco que hay entre dos diamantes dentro de una prensa (ver imagen de cabecera). Este sistema de juntas de yunques de diamantes se usa para fines de investigación y la cantidad de material que se puede testar es muy pequeña, pero suficiente para poder ser medida.
El primer éxito de esta estrategia lo tuvo Mikhail Eremets (Instituto Max Planck) en 2015 con H3S comprimido a 155 GPa, con una temperatura crítica de 205 Kelvin. Tres años más tarde Eremets y otros subieron el récord a 250 K con un compuesto de hidrógeno rico en lantano. Estos materiales se desintegran una vez se deja de aplicar la presión.
El nuevo récord que ha logrado Dias se ha alcanzado añadiendo carbono a la mezcla. Se muelen juntas partículas de carbono y azufre y se añade luego hidrógeno, metano y sulfuro de hidrógeno en proporciones adecuadas. Una vez dentro del yunque de diamante se hace pasar un láser verde a través que inicia las reacciones químicas necesarias. Una vez formado el compuesto se aplica la presión. A 148 Gpa el material tenían una temperatura crítica de 147 K. Aumentado la presión a 257 GPa esta temperatura subía a los 287 K.
Si tuviéramos superconductores a presión y temperatura normal podríamos desarrollar líneas eléctricas sin pérdidas, aparatos de resonancia nuclear baratos o posibilitaría un tren viable de levitación magnética.
Lamentablemente, este logro no tiene ninguna utilidad práctica, sólo teórica. Pero puede permitir saber más sobre este tipo de superconducción y, quizás, mejorar el fenómeno para que haya otros superconductores más prácticos. Seguro que este resultado espoleará a otros grupos de investigación. De momento, el superconductor práctico a temperatura ambiente sigue siendo ciencia ficción.
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Fuentes y referencias:
Artículo original. [2]
Foto: Adam Fenster