Acabamos de crear un nuevo superconductor no convencional combinando materiales que no son superconductores
Desde que se descubrió la superconductividad hace algo más de un siglo, los materiales con este tipo de características han obsesionado a los físicos. No es para menos, ya que se trata de uno de los fenómenos más exóticos, pero también con un enorme potencial práctico. ¿El motivo? Son materiales que, cuando están bajo ciertas condiciones de temperatura, conducen la electricidad sin oponer resistencia.
Al no haber resistencia, no se produce la pérdida de energía, pero además tienen otras particularidades como el “efecto Meissner” que elimina el flujo del campo magnético del interior de un imán, permitiendo que levite sobre un superconductor. El problema es que los superconductores convencionales muestran sus ‘superpoderes’ a temperaturas extremadamente bajas, necesitando helio líquido para enfriarse.
Es por eso que la comunidad científica lleva décadas explorando el mundo de los superconductores no convencionales. Son aquellos basados en hierro, algunos metales pesados y materiales orgánicos, muchos de ellos con estructuras cristalinas complejas y propiedades electrónicas inusuales, pero lo más importante es que la temperatura crítica es más alta.
Y es, precisamente, lo que han descubierto investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio.
Nuevo superconductor no convencional
Combinando zirconio con diferentes proporciones de hierro y níquel, los investigadores han sido capaces de crear un nuevo superconductor que presenta un diagrama de fases en forma de cúpula. Esto significa que se trata de un superconductor no convencional, lo que implica que, para apreciar su potencial, no hace falta bajar la temperatura de forma extrema con helio líquido, sino que vale con nitrógeno líquido.
Estructura del superconductor
Sigue requiriendo una temperatura crítica baja, pero es más sencillo mantener dicha temperatura con el nitrógeno líquido. Además, lo realmente relevante es que, por primera vez, se ha demostrado que una aleación policristalina de hierro, níquel y zirconio tiene propiedades superconductoras, algo que no presentan ni el zirconuro de hierro ni el de níquel, que no son superconductores en forma cristalina.
Este avance es interesante porque entender y estudiar los superconductores no convencionales es crucial de cara a empujar el límite de temperatura al que pueden operar sin perder sus facultades, facilitando la llegada de éstos a aplicaciones prácticas como dispositivos electrónicos avanzados, sistemas de transporte o cables superconductores.
Además, entender qué mecanismos hay detrás de la superconductividad no convencional, puede llevarnos al descubrimiento de materiales superconductores a temperatura ambiente. Esta es la meta actual de la física y es algo que llevamos años investigando, ya que sería toda una revolución el transmitir electricidad y energía sin pérdida y sin que haya que disipar el calor.
Las aplicaciones de la superconductividad a temperatura ambiente son inmensas. Por ejemplo, facilitar la creación de reactores de fusión nuclear, motores eléctricos y cualquier tipo de sistema eléctrico mucho más eficientes. También, acelerar la computación cuántica, aceleradores de partículas, almacenamiento de energía en bobinas superconductoras, dispositivos de levitación magnética o la posibilidad de transmitir electricidad de forma inmediata, incluso con fuentes muy lejos de las ciudades.
Y se han dado pasos adelante al respecto, como el superconductor que podía funcionar a unos agradables 14,5 grados centígrados. El problema de este superconductor era que necesitaba una presión de 39 millones de psi, lo que equivaldría, más o menos, a 2,65 millones de veces la presión atmosférica normal.
Una barbaridad, vaya, pero lo bueno es que la industria está volcada con hacer evolucionar estos superconductores no convencionales y parece que cada vez están más cerca de ser útiles en el día a día.
Eso sí, queda camino por recorrer.
Imágenes | Eurekalert, Julien Bobroff
