Se Han Descubierto Nuevos Materiales Superconductores
El año pasado se identificaron tres nuevas especies exóticas de superconductores, lo que demuestra las diversas formas en que los electrones pueden unirse para crear un caldo cuántico sin fricción.
Recientemente se han realizado tres descubrimientos de superconductividad en materiales distintos, lo que ha ampliado la comprensión de este fenómeno, que permite la conducción de electricidad sin resistencia. Dos de estos casos desafían los conceptos establecidos, mientras que el tercero cuestiona por completo la teoría convencional de la superconductividad. Ashvin Vishwanath, un físico de Harvard que no participó en los hallazgos, comentó que se trata de una forma de superconductividad muy inusual que muchos habrían considerado imposible.
Desde su descubrimiento por Heike Kamerlingh Onnes en 1911, la superconductividad ha intrigado a los científicos. El misterio radica en cómo, a pesar de que los electrones se repelen, logran unirse y formar pares. Este fenómeno no solo es fascinante desde un punto de vista teórico, sino que también ha tenido aplicaciones prácticas significativas, como en máquinas de resonancia magnética y aceleradores de partículas. La ambición de los físicos es poder desarrollar materiales que mantengan la superconductividad a temperatura ambiente, lo que podría llevar a avances tecnológicos revolucionarios como redes eléctricas sin pérdidas y vehículos en levitación magnética.
Las recientes investigaciones en ciencia de materiales han revelado que estos nuevos casos de superconductividad provienen de dispositivos hechos de capas planas de átomos. Estas estructuras muestran una flexibilidad sin precedentes, permitiendo a los científicos modificar fácilmente sus propiedades eléctricas con solo presionar un botón. Esta versatilidad ha impulsado la búsqueda de superconductores en diversas direcciones, sugiriendo que diferentes mecanismos pueden inducir este fenómeno en materiales disímiles.
En 1957, John Bardeen, Leon Cooper y John Robert Schrieffer aclararon cómo los electrones pareados, conocidos como pares Cooper, se forman, lo que les valió el Premio Nobel de Física en 1972. Sin embargo, las superconductividades detectadas en cupratos en la década de 1980 ofrecieron un reto a esta teoría, demostrando que pueden existir superconductores a temperaturas más elevadas donde las vibraciones atómicas (fonones) son menos relevantes.
En 2018, Pablo Jarillo-Herrero hizo un hallazgo importante al descubrir que al torcer capas de grafeno a un ángulo específico, se podía lograr superconductividad. A través del estudio de materiales bidimensionales, se estaban reproduciendo comportamientos superconductores de manera mucho más eficiente que en experimentos tradicionales que requerían el cultivo y prueba de nuevos cristales de forma individual.
Un avance significativo en este campo se produjo cuando un equipo de investigación logró crear superconductividad en un material de disulfuro de molibdeno. Al alterar la estructura del material y aplicar un campo eléctrico, se confirmó la presencia de pares Cooper en el material compuesto.
La exploración de nuevas configuraciones de materiales continúa. Por ejemplo, un grupo en Cornell descubrió una forma de superconductividad en un sistema de materiales donde los electrones se organizan a un ritmo lento, gracias a la utilización de patrones moiré, lo que les permite interactuar más intensamente.
Mientras tanto, la investigación sobre el grafeno sigue aportando sorpresas. Un dispositivo de grafeno ha demostrado producir una forma de superconductividad que se diferencia de las conocidas hasta la fecha, lo cual sugiere que aún hay mucho por descubrir en el campo de la superconductividad. Este progreso se encuentra en una fase de intensa exploración, donde la comprensión completa del fenómeno podría abrir la puerta a nuevas tecnologías.