Los físicos encontraron un superconductor que combina propiedades que hasta ahora parecían pertenecer a categorías distintas, y eso podría ayudar a entender mejor estos materiales.

Los superconductores pueden transportar corriente eléctrica sin resistencia cuando alcanzan temperaturas extremadamente bajas, evitando así las pérdidas de energía habituales en los conductores normales.

También suelen clasificarse según cómo responden a los campos magnéticos. Los llamados tipo I y tipo II presentan comportamientos bastante diferentes frente al magnetismo.

Un equipo internacional estudió un compuesto llamado YbSb₂, formado por iterbio y antimonio, y descubrió que se comporta como un superconductor tipo I.

El trabajo fue publicado en Physical Review Letters y muestra además una propiedad mucho más inesperada relacionada con la llamada simetría de inversión temporal.

Esta simetría significa, de manera simplificada, que muchas leyes físicas funcionan matemáticamente igual si imaginamos que el tiempo avanza hacia adelante o hacia atrás.

Romper esa simetría no significa viajar en el tiempo ni alterar su dirección. Significa que ciertos procesos físicos distinguen entre ambas direcciones matemáticas.

Los investigadores fabricaron cristales individuales de YbSb₂ y comprobaron que su resistencia eléctrica desaparecía cerca de los −272 grados Celsius, muy cerca del cero absoluto.

Las mediciones de calor y magnetismo confirmaron que el material se comportaba como un superconductor tipo I, algo importante para interpretar el resultado posterior.

Después utilizaron muones, partículas subatómicas que pueden funcionar como pequeñas sondas magnéticas para detectar campos extremadamente débiles dentro de un material.

Cuando YbSb₂ entró en su estado superconductor, aparecieron pequeños campos magnéticos internos incluso sin aplicar desde fuera ningún campo magnético adicional.

Esa aparición espontánea proporcionó evidencia de que el estado superconductor estaba rompiendo la simetría de inversión temporal por sí mismo.

La sorpresa está en que este comportamiento suele encontrarse en superconductores no convencionales de tipo II, mientras YbSb₂ pertenece claramente al tipo I.

Los resultados también indican que los electrones del material no forman parejas de la manera más habitual que encontramos en los superconductores convencionales.

Normalmente, los electrones superconductores forman parejas llamadas pares de Cooper, que les permiten desplazarse por el material sin encontrar la resistencia eléctrica habitual.

En YbSb₂, las evidencias apuntan a una forma poco común de emparejamiento donde las propiedades magnéticas de los electrones no se cancelan completamente.

Eso deja un pequeño magnetismo interno y podría explicar por qué el material rompe espontáneamente la simetría temporal cuando entra en su fase superconductora.

Los cálculos teóricos sugieren además que este material podría albergar en su superficie excitaciones cuánticas conocidas como modos de Majorana bajo determinadas condiciones.

Estas excitaciones son interesantes porque pueden comportarse como sus propias antipartículas y se investigan como posibles herramientas para construir sistemas de computación cuántica más resistentes.

Una computadora cuántica necesita conservar estados extremadamente delicados, que pueden destruirse fácilmente por temperatura, vibraciones o interferencias electromagnéticas del entorno.

Ciertos materiales topológicos podrían proteger mejor esa información, aunque demostrar que YbSb₂ puede utilizarse realmente con ese propósito todavía requerirá muchos más experimentos.

El hallazgo tampoco significa que ya exista un nuevo componente para computadoras cuánticas. Por ahora, lo importante es la combinación inusual de propiedades observadas.

Encontrar ruptura de simetría temporal en un superconductor tipo I ofrece un nuevo sistema para estudiar cómo aparecen formas poco convencionales de superconductividad.

También demuestra que las categorías utilizadas para clasificar superconductores no siempre determinan qué comportamientos cuánticos pueden aparecer dentro de un determinado material.

Los investigadores tendrán que confirmar ahora la naturaleza exacta del emparejamiento electrónico y comprobar experimentalmente si realmente aparecen los modos de Majorana predichos.