Los científicos de la Universidad de Chicago forman parte de un equipo de investigación internacional que ha descubierto la superconductividad -la capacidad de conducir la electricidad perfectamente- a las temperaturas más altas jamás registradas.
Un superconductor es un material que conduce la electricidad sin resistencia. Un cable normal, los que usan en las estaciones eléctricas por ejemplo, son conductores porque conducen la electricidad de un extremo a otro permitiendo que los electrones se muevan transmitiendo esta corriente de electrones de un extremo a otro; pero hay un problema y es la resistencia: parte de la energía se pierde debido a que el material presenta cierta resistencia al paso de los electrones, la corriente pasa pero va perdiendo energía que calienta el cable (Ley de Joule).
Esto se vuelve en un gran problema cuando se quiere transmitir mucha energía con corrientes muy altas porque puede que el cable se funda y los costos lleguen al cielo, es ahí donde entra la superconductividad.
Hay algunos conductores que en ciertas condiciones sufren lo que se conoce como una transición de fase, esto es, un cambio brusco de propiedades, como cuando el agua se transforma en hielo. En este punto, un conductor pasa de transmitir con resistencia a superconducir sin resistencia.
El tema es que para conseguir la superconductividad hay que tener frío, condición donde los conductores se vuelvan "súper", cuando la temperatura baja por debajo de la llamada temperatura crítica, algunos solo hasta muy cerca de la temperatura en cero absoluto (-273.15°C (grados Celsius o centígrados), 0° K (grados Kelvin), o bien 0° R (grados Fahrenheit) y así dejarle "vía libre" a los electrones.
Las aplicaciones de la superconductividad van desde industriales en los aceleradores de partículas, médicas para las resonancias magnéticas hasta la levitación para el desarrollo de transporte sin fricción, como el tren Maglev en China.
Investigadores del Instituto Max Planck de Química en Alemania se unieron con investigadores de la Universidad de Chicago para crear uno de estos materiales, llamado superhidruros de lantano, probar su superconductividad y determinar su estructura y composición. El único problema era que el material debía ser sometido a una presión extremadamente alta, entre 150 y 170 gigapascales, más de un millón y medio de veces la presión al nivel del mar. Sólo bajo estas condiciones de alta presión el material -una pequeña muestra de sólo unos pocos micrones de ancho- exhibía superconductividad a la nueva temperatura récord.
"Nuestro próximo objetivo es reducir la presión necesaria para sintetizar las muestras, acercar la temperatura crítica al ambiente, e incluso crear muestras que puedan sintetizarse a altas presiones, pero que aún así sean superconductas a presiones normales".
El equipo estudió los materiales de los superhidruros en los que observaron superconductividad a temperaturas de alrededor de -23 grados centígrados (-9 grados Fahrenheit), un salto de alrededor de 50 grados en comparación con el récord anterior confirmado.
Debido a que las temperaturas utilizadas para llevar a cabo el experimento están dentro del rango normal de muchos lugares del mundo, eso hace que el objetivo final de la temperatura ambiente -o al menos 0 grados centígrados- parezca estar al alcance de la mano.
El equipo ya continúa colaborando para encontrar nuevos materiales que puedan crear superconductividad en condiciones más razonables.
Fuente:
Divulgación superconductividad Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, CSIC
UChicago research paper https://news.uchicago.edu/story/scientists-break-record-highest-temperature-superconductor
¿Qué es un superconductor?https://www.youtube.com/watch?v=t9JF8LAIcxA
A. P. Drozdov, P. P. Kong, V. S. Minkov, S. P. Besedin, M. A. Kuzovnikov, S. Mozaffari, L. Balicas, F. F. Balakirev, D. E. Graf, V. B. Prakapenka, E. Greenberg, D. A. Knyazev, M. Tkacz, M. I. Eremets. Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures. Nature, 2019; 569 (7757): 528 DOI: 10.1038/s41586-019-1201-8
J.M. Simón Fernandez
Monitor Editorial