Investigadores de la Universidad de Cambridge (Reino Unido) han desentrañado uno de los grandes misterios relacionados con los superconductores: identificar qué es lo que hace que algunos materiales funcionen "en caliente". Algo así no se había logrado explicar en los últimos 30 años y podría suponer un gran avance en la construcción de superordenadores o trenes de levitación magnética.

Los superconductores fueron descubiertos a comienzos del siglo XX, pero eran materiales que necesitaban ser enfriados hasta casi el cero absoluto (-273 grados celsius) para funcionar. A mediados de los 80, se descubrieron materiales que exhibían las mismas propiedades de conductividad, pero a temperaturas de hasta -135 grados celsius, lo que los hacía más útiles para la industria.

El problema de estos superconductores "en caliente" es que los científicos no sabían por qué exhiben estas propiedades, lo que complicaba la tarea de encontrar nuevos materiales con las mismas características porque, sencillamente, no sabían que buscar. En los superconductores, los electrones que llevan la carga eléctrica viajan en pares, y eso es precisamente lo que hace que la corriente eléctrica pueda viajar sin resistencia. Lo que no se sabía era por qué los electrones se mantenían unidos. El Doctor Suchitra Sebastian, uno de los autores del estudio, lo explica así:

Uno de los problemas con los superconductores a alta temperatura era que no sabíamos cómo encontrar nuevos materiales porque, para empezar, no sabíamos cuáles eran los ingredientes que hacían que el material tuviera esa superconductividad. Sabíamos que había algún tipo de fuerza que emparejaba los electrones, pero no sabíamos qué fuerza era.

Para resolver el problema, los investigadores han aplicado potentes campos magnéticos para romper la superconductividad del material y tratar de conocer como se comportan los electrones al moverse por el material en un estado previo. Hasta ahora estos experimentos se habían intentado realizar mediante temperatura, pero sin éxito.

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Lo que el grupo de Cambridge ha encontrado es que en materiales superconductores como los cupratos (compuestos de óxido de cobre) las ondas de densidad de carga de los electrones se acumulan en una especie de "bolsillos" retorcidos que forman una estructura en capas (en la imagen), similar casi al juego de Jenga.

Hasta ahora se creía que estas zonas de la estructura eran las de mayor conductividad, pero ha resultado ser al revés. El descubrimiento permitirá identificar nuevos materiales superconductores a temperaturas cada vez mayores y, con suerte, quizá dar con un compuesto en el futuro que sea capaz de mostrar esas propiedades incluso a temperatura ambiente. El camino a seguir, que era lo importante, ya está marcado. [Nature vía Universidad de Cambridge]

Portada: diagrama que muestra la superconductividad en un estructura de cuprato. Imagen: Nicolle R Fuller

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