Investigadores en Francia y Japón han demostrado un tipo teórico de superconductividad no convencional en un material a base de uranio, según un estudio publicado en la revista Cartas de revisión física .
Al usar una presión muy alta y un campo magnético, el equipo demostró que el material a base de uranio UBe 13 exhibe 'superconductividad triplete'. Este es un fenómeno en el que los electrones forman pares en un estado de espín paralelo. En los materiales superconductores convencionales, los electrones de espines opuestos se emparejan, cancelando efectivamente los espines del otro.
"Hasta ahora, ha habido muy pocos ejemplos claros de superconductividad de triplete, a pesar de que se han descubierto varios superconductores en varios sistemas metálicos en el siglo pasado", dice el científico de materiales de la Universidad de Tohoku, Yusei Shimizu. "Nuestros experimentos de presióna bajas temperaturas han proporcionado pruebas sólidas de la superconductividad del triplete de espín en UBe 13 . "
Los materiales que se vuelven superconductores, a menudo a bajas temperaturas, permiten que la electricidad pase a través de ellos prácticamente sin resistencia, minimizando la pérdida de energía en el proceso. Este fenómeno, descubierto inicialmente en algunos metales puros, se ha encontrado en una increíble variedad de sistemas diferentesEntre estos, UBe 13 fue uno de los primeros superconductores de 'fermiones pesados' descubiertos más temprano. Los electrones en los compuestos metálicos de fermiones pesados parecen ser 1,000 veces más masivos que los electrones en los metales comunes.
Con la nueva información, los científicos ahora pueden explicar lo que sucede en el enigmático material de uranio UBe 13 a escala atómica y cómo actúa como un superconductor spin-triplete en campos magnéticos.
Un equipo de la Universidad Grenoble Alpes en Francia y la Universidad de Tohoku en Japón midió la superconductividad de UBe 13 bajo presiones altas variables a temperaturas muy bajas. Descubrieron que el estado superconductor de este material se explica con éxito mediante un modelo teórico en el que los electrones forman los llamados pares de Cooper con espines paralelos.
Esto sucede como un "estado fundamental superconductor no convencional" a presiones ambientales y altas de hasta seis gigapascales. En comparación, los diamantes se funden usando un láser de alta energía a una presión de 1.5 gigapascales. Este peculiar estado superconductor explica con éxito la naturaleza muy desconcertantede superconductores de triplete a base de uranio bajo campos magnéticos altos.
Actualmente, los superconductores requieren temperaturas muy bajas para un rendimiento máximo, por lo que se utilizan principalmente en máquinas de imágenes de resonancia magnética y aceleradores de partículas. Comprender cómo diversos materiales conducen la electricidad a escala atómica podría conducir a una gama más amplia de aplicaciones.
Además de demostrar la superconductividad del triplete, los investigadores señalan que UBe 13 podría ayudar a responder preguntas más generales. Por ejemplo, las excitaciones superficiales de UBe 13 podría ser adecuado para que los físicos observen partículas teóricas llamadas fermiones de Majorana, un tipo exótico de partícula compuesta que es su propia antipartícula y que podría revolucionar la computación cuántica en el futuro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Tohoku . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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