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Física
Explorando las Fronteras de la Superconductividad
4 de
Abril de 2008.
 Unos
físicos del MIT han dado un paso adelante hacia la comprensión de la
naturaleza enigmática de los superconductores de altas temperaturas,
materiales que conducen la electricidad sin resistencia a temperaturas
bien por encima del cero absoluto.
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Si se pudiera hacer que los superconductores funcionasen a temperaturas
tan altas como la temperatura ambiente, podrían tener aplicaciones
ilimitadas. Pero primero, los científicos necesitan aprender mucho más
sobre cómo operan los materiales de ese tipo.
Empleando un nuevo método, el equipo del MIT ha hecho un sorprendente
descubrimiento que puede derribar las teorías sobre el estado de la
materia en el que se encuentran los materiales superconductores antes de
que empiecen a superconducir.
La mayoría de los superconductores sólo superconducen a temperaturas
cercanas al cero absoluto, pero hace unos 20 años, se descubrió que
algunas cerámicas pueden superconducir a temperaturas más altas, aunque
normalmente sin subir de los 173 grados Celsius bajo cero.
Ahora, los superconductores de altas temperaturas están empezando a ser
empleados en muchas aplicaciones, incluyendo torres de telefonía móvil y
un tren de levitación magnética de demostración. Pero sus aplicaciones
potenciales podrían ser mucho más amplias.
Los superconductores son superiores a los conductores de metal
ordinarios como el cobre porque la corriente no pierde energía, disipada
en forma de calor, al fluir a través de ellos, permitiendo mayores
densidades de corriente.
En el nuevo estudio, los investigadores del MIT exploraban el estado de
la materia en que se encuentra el superconductor cuando su temperatura
está sólo un poco por encima de la temperatura a la cual empieza a
superconducir.
Cuando un material está en estado de superconducción, todos sus
electrones se hallan en el mismo nivel de energía. La gama de los
niveles de energías circundantes no disponibles, se denomina gap de
superconducción. Éste es un componente crítico de la superconducción,
porque impide que los electrones se dispersen, eliminándose así la
resistencia y permitiendo el flujo sin impedimentos de la corriente.
Justo antes de la temperatura de transición en la cual un material
comienza a superconducir, existe un estado denominado pseudogap. Este
estado de la materia no se conoce bien.
Los investigadores decidieron investigar la naturaleza del estado de
pseudogap estudiando las propiedades de los estados de los electrones.
Ya se había demostrado que las impurezas naturales en un material
superconductor, como un átomo faltante o reemplazado por otro, permiten
a los electrones alcanzar niveles de energía que normalmente están
dentro del gap de la superconducción. Esto puede observarse utilizando
la microscopía STM.
El nuevo estudio del MIT demuestra que la dispersión por las impurezas
se produce en el estado del pseudogap, al igual que en el estado de
superconducción. Ese hallazgo desafía la teoría de que el pseudogap es
sólo un estado precursor del estado de la superconducción, y evidencia
que los dos estados pueden coexistir.
Este método de comparar el pseudogap y la superconducción utilizando un
microscopio STM podría ayudar a los físicos a comprender por qué ciertos
materiales son capaces de alcanzar la superconducción a esas
temperaturas relativamente altas.
Información adicional en:
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