Cada cable estándar, cada cable, cada dispositivo electrónico tiene cierta resistencia eléctrica. Sin embargo, existen materiales superconductores con la capacidad de conducir corriente eléctrica con una resistencia de exactamente cero, al menos a temperaturas muy bajas. Encontrar un material quecomportarse como un superconductor a temperatura ambiente sería un avance científico de increíble importancia conceptual y tecnológica. Podría conducir a una amplia gama de nuevas aplicaciones, desde trenes de levitación hasta nuevas tecnologías de imágenes para la medicina.
La búsqueda de superconductores de alta temperatura es extremadamente difícil, porque muchos de los efectos cuánticos relacionados con la superconductividad aún no se conocen bien. El profesor Neven Bariši, profesor de física de estado sólido en TU Wien Viena está realizando experimentos con cupratos, unclase de materiales que se comportan como un superconductor a temperaturas récord de hasta 140 K a presión ambiente. Bariši y sus colegas ahora han presentado un conjunto notable de resultados y nuevas ideas que podrían cambiar profundamente la forma en que pensamos sobre estos materiales complejos y altos-temperatura superconductividad en general.
La búsqueda del Santo Grial
"El fenómeno de la superconductividad a alta temperatura se ha investigado a fondo durante décadas, pero nadie ha resuelto el problema todavía", dice Neven Bariši. "Varios materiales muestran un comportamiento superconductor a temperaturas cercanas al cero absoluto, y entendemos por qué estosucede en algunos de ellos. Pero el verdadero desafío es comprender la superconductividad en cupratos, donde este estado persiste a temperaturas mucho más altas. Un material que se comporta como un superconductor a temperatura ambiente sería el Santo Grial de la física del estado sólido, y somoscada vez más cerca "
Bariši y sus colegas han demostrado que hay dos tipos fundamentalmente diferentes de portadores de carga en cupratos, y sugirieron que la superconductividad depende de manera crucial de la interacción sutil entre ellos.
Parte de la carga eléctrica está localizada: cada uno de estos portadores de carga se encuentra en un conjunto particular de átomos y solo puede alejarse si el material se calienta. Otros portadores de carga pueden moverse, saltando de un átomo a otro. Es el móvilcarga que finalmente se vuelve superconductora, pero la superconductividad solo puede explicarse teniendo en cuenta también a los operadores de carga inmóviles.
"Existe una interacción entre los operadores de carga móviles e inmóviles, que gobierna las propiedades del sistema", dice Bariši. "Aparentemente, las cargas inmóviles actúan como el pegamento, uniendo pares de operadores de carga móviles, creando los llamadosLos pares de Cooper, que son la idea básica detrás de los superconductores clásicos. Una vez emparejados, los portadores de carga pueden convertirse en superconductores y el material puede transportar la corriente con resistencia cero ".
Esto significa que para obtener una superconductividad, debe haber un equilibrio sutil de los operadores de carga móviles e inmóviles. Si hay muy pocos operadores de carga localizados, entonces no hay suficiente "pegamento" para emparejar los operadores de carga móviles. Si, por otro lado, hay muy pocos operadores de carga móvil, entonces no hay nada para que el "pegamento" se empareje. En cualquier caso, la superconductividad se debilita o se detiene por completo. En el punto medio óptimo, la superconductividad persiste a temperaturas notablemente altas.Es difícil entender que el equilibrio entre las cargas móviles e inmóviles se cambia, en función de la temperatura o el dopaje, de manera gradual.
"Hemos realizado muchos experimentos diferentes con cupratos, recolectando grandes cantidades de datos. Y finalmente, ahora podemos proponer una imagen fenomenológica integral para la superconductividad en cupratos", dice Neven Barisic. Recientemente ha publicado sus hallazgos en varias revistas:más recientemente en Avances científicos - eso demuestra que la superconductividad también aparece de manera gradual. Este es un paso importante hacia el objetivo de comprender los cupratos y proporcionar una forma de buscar nuevos superconductores aún mejores.
Si fuera posible crear materiales que sigan siendo superconductores incluso a temperatura ambiente, esto tendría consecuencias de gran alcance para la tecnología. Se podrían construir dispositivos electrónicos que apenas utilicen energía. Se podrían construir trenes levitantes, usando imanes superconductores extremadamente fuertes, para que el transporte barato y ultrarrápido sea posible. "Todavía no estamos cerca de este objetivo", dice Neven Barisic. "Pero una comprensión profunda de la superconductividad a altas temperaturas allanaría el camino para llegar allí. Y, creo, que tenemosahora tomó varios pasos importantes en esta dirección "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Viena . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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