Un equipo de físicos ha descubierto un comportamiento crucial relacionado con la superconductividad en temperaturas mucho más altas de lo que se creía posible. Los detalles del estudio fueron publicados en la revista Science.
Este avance podría acercar a la comunidad científica a la creación de superconductores que funcionen a temperaturas más prácticas, sin la necesidad de equipos de enfriamiento extremos.
La física de los materiales
La superconductividad es un fenómeno en el que los electrones se mueven a través de un material sin resistencia alguna, lo que elimina la pérdida de energía. Aunque este fenómeno ha sido observado en diversos materiales, hasta ahora solo se ha logrado a temperaturas extremadamente bajas, cercanas al cero absoluto (-273,15 grados Celsius).
Sin embargo, en el nuevo estudio, los investigadores encontraron que los electrones se emparejan de una manera similar a como lo hacen en materiales superconductores, pero a temperaturas mucho más altas.
El material estudiado es un cristal a base de cobre en capas, conocido como óxido de neodimio y cerio cobre (Nd2−xCexCuO4). A bajas temperaturas, este cristal exhibe superconductividad, pero a medida que la temperatura aumenta, su resistencia se incrementa notablemente.
A pesar de esto, los científicos observaron que los electrones en el material formaban lo que se conoce como pares de Cooper, un paso crucial hacia la superconductividad, a temperaturas de hasta 140 Kelvin (-133 grados Celsius).
El avance
El investigador principal, Ke-Jun Xu, de la Universidad de Stanford, señaló que «los pares de electrones nos están diciendo que están listos para ser superconductores, pero algo los está deteniendo». Xu sugiere que, si se encuentra un método para sincronizar estos pares, podría ser posible desarrollar superconductores que funcionen a temperaturas más altas.
El fenómeno observado en el material estudiado sugiere que, aunque no se logró la superconductividad total, se está avanzando hacia la comprensión de los mecanismos que podrían permitirla en condiciones más prácticas.
Este descubrimiento es especialmente significativo porque la superconductividad a temperaturas ambiente podría revolucionar la tecnología. Esto permitiría una eficiencia energética del 100% y reduciría el tamaño de los circuitos necesarios para transportar electrones, lo que podría resultar en tecnología más rápida y económica.
Más estudios
A pesar de la emoción en torno a este hallazgo, los investigadores advierten que todavía queda mucho por descubrir. No está claro qué está induciendo el emparejamiento de electrones a estas temperaturas más altas, y el material estudiado podría no ser el que finalmente lleve a la superconductividad a temperatura ambiente.
Sin embargo, como señaló el físico Zhi-Xun Shen, también de Stanford, «nuestros hallazgos abren un nuevo camino potencialmente rico hacia adelante». Shen y su equipo planean continuar estudiando este fenómeno para desarrollar nuevos métodos que podrían llevar a la ingeniería de superconductores más eficientes en el futuro.
Este avance representa un paso incremental, pero crucial, en el largo camino hacia la comprensión y aprovechamiento completo de la superconductividad. Obtenerla nos acercaría hacia una nueva era de tecnología energética eficiente y avanzada.