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Física
Repulsión Entre Electrones y Superconductividad,
¿Dos Caras de la Misma Moneda?
28 de Mayo de 2008.
 Durante
más de 20 años, desde el descubrimiento de la superconductividad de
altas temperaturas, los científicos han estado debatiendo sobre el
mecanismo físico subyacente en este exótico fenómeno, que presenta la
posibilidad de revolucionar la red de distribución de energía eléctrica.
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Los expertos han debatido largamente sobre el origen de lo que algunos
han imaginado que puede ser un "pegamento" microscópico que une los
electrones en parejas de manera que se deslicen juntos con facilidad,
superando su repulsión normal, en metales típicos. Debe tratarse del
magnetismo, o de las vibraciones en la estructura de la red cristalina
del material, o de algo más.
Ahora, los asombrosos resultados de dos años de experimentos llevados a
cabo por un grupo de científicos en la Universidad de Princeton,
plantean que la superconductividad de altas temperaturas no depende de
un "pegamento mágico" que obligue a los electrones a emparejarse. El
secreto de la superconductividad, según estos científicos, puede residir
en cambio en la capacidad de los electrones de sacar ventaja de su
repulsión natural en una situación compleja.
El equipo ha desvelado una inesperada conexión entre la conducta de los
electrones cuando se emparejan (un requisito importante para la
superconductividad) y la de cuando se repelen entre sí a temperaturas
por encima de la crítica que convierte en superconductor al material.
Sus experimentos han demostrado que los electrones exhiben un
comportamiento característico al rechazarse unos a otros que, aunque
parezca extraño, señala su capacidad especial para formar parejas y
fluir sin resistencia cuando estos materiales complejos se enfrían a
bajas temperaturas.
"Parece que los electrones con la mayor repulsión en una situación son
los que más tienden a la superconductividad en la otra", señala Ali
Yazdani, profesor de física en la Universidad de Princeton y uno de los
autores del estudio.
Los superconductores de altas temperaturas son materiales cerámicos que
pueden conducir la electricidad a grandes distancias sin perder ninguna
energía, a temperaturas un poco más altas que las de los
superconductores tradicionales. También son relativamente baratos de
fabricar y tienen un enorme potencial en muchas áreas de la tecnología.
Para su sorpresa, los investigadores encontraron que las ubicaciones
atómicas de la muestra donde los electrones exhiben señales de la mayor
repulsión entre sí (a temperaturas muy altas) forman los pares de
electrones mejor unidos a bajas temperaturas. Esta observación muestra
una vinculación que no se ha visto en el comportamiento de los
electrones en los materiales superconductores de bajas temperaturas, en
los que una mayor repulsión entre los electrones no implica un mejor
emparejamiento de los mismos ni una mejor superconductividad.
Si bien estos experimentos no pueden acabar por sí solos con el debate
de veinte años sobre las causas de la superconductividad de altas
temperaturas, por lo menos han demostrado la importancia de la repulsión
entre los electrones en el mecanismo de la superconductividad.
Información adicional en:
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