Atopan evidencias de propiedades supercondutoras de alta temperatura nun óxido de níquel
A resonancia magnética empregada en calquera hospital, un tren de alta velocidade MAGLEV no que os vagóns levitan sobre as vías e os dispositivos de computación cuántica comparten un nexo común: a supercondutividade, unha propiedade dalgúns materiais pola cal son quen de conducir a electricidade sen ningunha perda enerxética. Trátase, por tanto, dun concepto cada día máis presente na vida cotiá e de grande transcendencia futura.
Polos cables tradicionais de cobre, parte da enerxía eléctrica que se transporta pérdese no camiño en forma de calor. Un dos principais retos que a física se formula neste campo concreto é atopar un material supercondutor que funcione a temperatura ambiente, xa que eliminaría esta ineficiencia no transporte de electricidade. A supercondutividade a alta temperatura “é un dos problemas de maior impacto na Física da Materia Condensada”, explica o investigador do Instituto de Investigacións Tecnolóxicas da USC Víctor Pardo. O doutor Pardo acaba de publicar en Nature Physics xunto a outros sete investigadores do Argonne National Laboratory de Illinois, entre os que se atopa a doutora pola USC Antía S. Botana, un traballo que explora a utilización de novos materiais con propiedades supercondutoras.
Os materiais supercondutores son quen de conducir corrente eléctrica sen perdas por debaixo dunha certa temperatura. “De atoparse un supercondutor a temperatura ambiente permitiría transportar electricidade sen perdas, en contraste cos tradicionais cables de distribución fabricados en cobre”, explica Víctor Pardo. Non obstante, o traballo agora difundido abre vías a outras alternativas. Esta colaboración internacional “foi quen de producir mostras puras de óxidos de níquel con propiedades moi similares ás dos devanditos óxidos de cobre”. Neste achado, o equipo da USC foi responsable da análise computacional da estrutura electrónica dos compostos de níquel, concluíndo que presentan todas as características que ata o de agora “cremos imprescindibles para a aparición de supercondutividade de alta temperatura en óxidos de cobre”. O traballo “abre o camiño para futuros estudos destes compostos coa intención de explorar unha posible fase supercondutora”, conclúe Víctor Pardo.
Supercondutividade
O problema que temos coa supercondutividade é dobre, segundo detalla o doutor Pardo: por unha banda “non temos unha teoría microscópica que teña capacidade preditiva para deseñar novos supercondutores”, e por outra “non coñecemos supercondutores que manteñan esta propiedade preto de temperatura ambiente” o que obriga a refrixeralos con, polo menos, nitróxeno líquido, co custe enerxético e tecnolóxico que conleva. Non só atopar novos supercondutores é unha tarefa de interese máximo na Física da Materia Condensada, senón que tamén o é “comprender cales son os mecanismos microscópicos que dan lugar á supercondutividade de alta temperatura”, a que rexistra por enriba da temperatura do nitróxeno líquido (77 K/-196° C).
O traballo difundido en Nature Physics “enmárcase nesta busca de, por unha banda, novos supercondutores que non se coñecen ata o de agora, pero tamén en buscar as similitudes con outros xa coñecidos, neste caso, cos mellores que se coñecen, os óxidos laminares de cobre” e así poder chegar a entender os mecanismos físicos que dan lugar á supercondutividade de alta temperatura.
De cara ao futuro máis próximo, o investigador do Instituto de Investigacións Tecnolóxicas da USC sinala como unha das aplicación máis esperadas dos supercondutores a da computación cuántica, “ xa que os qbits (os bits cuánticos) máis estables que coñecemos ata o de agora son os que están baseados en unións supercondutoras”. A maioría dos dispositivos comerciais actuais que fan computación con qbits utilizan supercondutores.