Cada cierto tiempo, la comunidad científica se emociona cuando se encuentran pistas sobre materiales que pueden ser utilizados como superconductores. No es para menos debido a las enormes aplicaciones de estos materiales y esa necesidad de sustituir al silicio. Y uno de los últimos hallazgos fue el prometedor LK-99. Al final, supuso una pequeña decepción, pero se ha encontrado otro candidato a superconductor.
Concretamente, el primer superconductor 'no convencional' encontrado en la naturaleza.
Superconductor. Antes de nada, hay que recordar que un superconductor es un material que cuenta con una propiedad única llamada "superconductividad". Esto parece de cajón y lo que significa es que , cuando se enfría por debajo de cierta temperatura, es capaz de conducir la corriente eléctrica sin resistencia. Esta energía no escapa en forma de calor, por lo que la eficiencia es prácticamente total y cuentan con el potencial de funcionar de forma ininterrumpida.
Los superconductores sintéticos se consiguen dopando y combinando materiales para conseguir uno que cuente con esas deseadas características, pero lo que se ha descubierto es el primer superconductor no convencional en la naturaleza. Esto significa que no hay que utilizar ciertos trucos cuánticos para que estos superconduzcan electrones a bajas temperaturas.
Miasita. La clave es un mineral que se descubrió en los años 80 cerca del río Miass, en Rusia. Es un compuesto de rodio y azufre que cuenta con una estructura cristalina cuyos enlaces atómicos son los que permiten esa superconductividad. La clave es que no es necesario llevar a una temperatura mínima muy extrema el material para que haga gala de sus propiedades como superconductor, y esto facilitaría mucho su aplicación en diferentes campos.
Ya se sabía que la estructura de la miasita podía funcionar como un superconductor, pero la novedad es que un grupo de investigadores han hallado, a raíz de una serie de pruebas de laboratorio, que cuenta con las propiedades de un superconductor no convencional.
¿Por qué tanto revuelo? En un superconductor convencional, los electrones tienen un enlace que se denomina 'pares de Cooper'. Esto significa que, mediante un proceso de vibración de la estructura cristalina del material, los pares de electrones 'viajan' juntos transmitiendo la energía, pero sin resistencia. Para lograr esto, hay que llevarlos a temperaturas muy bajas.
En un superconductor no convencional, ese emparejamiento de los electrones no sigue las reglas de los pares de Cooper, por lo que pueden funcionar a temperaturas algo más altas sin perder energía al exterior. Es la estructura de la miasita y sus enlaces atómicos lo que se está estudiando como superconductor. De hecho, es único en la naturaleza.
"Naturalmente, uno piensa que esto es algo que no es posible que exista en la naturaleza. Pero resulta que sí", comenta Ruslan Prozorov, miembro del Departamento de Física y Astronomía de la Universidad Estatal de Iowa.
El lío de la pureza. Que un material natural pueda usarse como superconductor no significa que se pueda coger en la montaña y ponerlo a funcionar. Esto es debido a que, en su estado natural, no cuenta con la pureza necesaria para funcionar como un superconductor no convencional.
De hecho, los investigadores afirman que es poco probable que esta superconductividad se encuentre en sus cristales naturales debido a esas impurezas, ya que por mínimas que sean, destruyen esa propiedad. Ahora bien, en la réplica sintética Rh 17 S 15 ( Tc = 5,4 K) no se encuentran esas impurezas y lo reseñable es que lo que han encontrado en la muestra sintética tiene unas propiedades únicas que únicamente se replican ese mineral natural que ya hemos comentado, la miasita.
Desbloqueando la computación cuántica. Este descubrimiento se ha realizado debido a que el grupo de científicos intentaba encontrar nuevos materiales para avanzar en campos que necesitan superconductores de ciertas propiedades, como los escáneres de resonancia magnética, los aceleradores de partículas y, sobre todo, la computación cuántica.
Hay una carrera en el segmento de los ordenadores cuánticos y los descubrimientos en el área de los superconductores son clave encontrar nuevas formas de avanzar en este campo, mejorando el poder de procesamiento de estos ordenadores. Además, según Prozorov, "descubrir los mecanismos de la superconductividad no convencional es clave para aplicaciones económicamente viables de los superconductores" debido a que no hay que realizar un proceso tan complejo para que se comporten como tal.
De la manera que sea, se seguirá investigando el material sintético que comparte propiedades con la miasita para hacer viable su uso como superconductor. No es el único ya que, pese a la decepción con el LK-99, sigue habiendo quien piensa que tiene potencial. El Petágono, por ejemplo. Y China también está experimentando con un derivado del mismo que cuenta con unas mejores propiedades, supuestamente.
Portada | Fotografía de D. Nishio-Hamane en Flickr
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