Los superconductores que podrían transmitir electricidad sin esfuerzo

Los científicos anunciaron recientemente un tentador avance hacia el sueño de un material que podría transmitir electricidad sin esfuerzo en condiciones cotidianas. Un avance así podría transformar casi cualquier tecnología que utiliza energía eléctrica, abriendo nuevas posibilidades para su teléfono, para trenes que levitan magnéticamente y para futuras plantas de energía de fusión.

Por lo general, el flujo de electricidad halla resistencia a medida que se mueve a través de los cables, casi como una forma de fricción, y algo de la energía se pierde en la forma de calor. Hace un siglo, los físicos descubrieron materiales, ahora llamados superconductores, donde la resistencia eléctrica aparentemente desaparecía mágicamente. Pero estos materiales sólo perdían su resistencia a temperaturas ultrafrías y fuera de este mundo, lo que limitaba las aplicaciones prácticas. Durante décadas, los científicos han buscado superconductores que funcionen a temperatura ambiente.

El anuncio es el intento más reciente en ese esfuerzo, pero proviene de un equipo que enfrenta gran escepticismo porque un estudio del 2020 que describía un material superconductor prometedor, pero menos práctico, fue retractado después de que otros científicos cuestionaron algunos de los datos.

El nuevo superconductor consiste en lutecio, un metal de tierras raras, e hidrógeno con un poco de nitrógeno mezclado. Debe comprimirse a una presión unas 10 veces mayor que en el fondo de las fosas más profundas del océano.

Pero es menos de una centésima parte de la presión que requería el resultado del 2020, que era similar a las fuerzas aplastantes encontradas a miles de kilómetros de profundidad en la Tierra. Eso sugiere que futuras investigaciones podrían conducir a un superconductor que funcione a temperatura ambiente y a la presión atmosférica habitual.

“Este es el inicio del nuevo tipo de material que es útil para aplicaciones prácticas”, dijo Ranga P. Dias, profesor de ingeniería mecánica y física en la Universidad de Rochester, en Nueva York, a los científicos el 7 de marzo en una reunión de la Sociedad Estadounidense de Física en Las Vegas.

El 8 de marzo se publicó un informe más completo de los hallazgos en Nature, la revista que dio a conocer y luego retractó los hallazgos del 2020.

El equipo comenzó con una lámina delgada de lutecio, un metal blanco plateado que figura entre los elementos más raros de tierras raras, y la presionó entre dos diamantes. Se bombeó a la cámara un gas 99 por ciento hidrógeno y 1 por ciento nitrógeno y se comprimió a altas presiones. La muestra fue calentada durante la noche a 65 grados centígrados y, después de 24 horas, se liberó la presión.

Alrededor de un tercio de las veces, el proceso produjo el resultado deseado: un pequeño cristal azul vibrante.

En una de las salas de laboratorio utilizadas por el grupo de Dias, Hiranya Pasan, estudiante de postgrado, demostró la propiedad de cambio de tono del material. Cuando los tornillos se apretaron para incrementar la presión, el azul se convirtió en un tinte ruborizado. “Es muy rosa”, dijo Dias. Con presiones aún más altas, dijo, “pasa a un rojo brillante”.

Pasar un láser por los cristales revelaba cómo vibran e información sobre la estructura.

En el artículo, los investigadores dijeron que los cristales rosas exhibieron propiedades clave de los superconductores, como resistencia cero, a temperaturas de hasta 21 grados.

“Me siento cautelosamente optimista”, dijo Timothy Strobel, del Instituto Carnegie de la Ciencia en Washington, que no estuvo involucrado en el estudio de Dias.

“Si esto es real, es un avance realmente importante”, dijo Paul C.W. Chu, profesor de física en la Universidad de Houston, en Texas, que no participó en la investigación.

Sin embargo, la parte del “si” de ese sentimiento gira en torno a Dias, quien ha sido objeto de dudas y críticas. Los resultados del estudio en Nature del 2020 aún no han sido reproducidos por otros grupos, y los detractores dicen que Dias ha tardado en dejar que otros examinen sus datos.

El nuevo artículo pasó por el proceso de revisión por homólogos en la misma revista.

Strobel reconoció la continua controversia en torno a Dias. “No quiero sacar demasiadas conclusiones, pero podría haber un patrón de comportamiento aquí”, dijo Strobel. “Él realmente podría ser el mejor físico de alta presión del mundo, próximo a ganar el Premio Nobel. O algo más sucede”.

Dias desestimó las continuas críticas y dijo que respaldaba los resultados anteriores. “Tratamos de seguir impulsando nuestra ciencia”, dijo.

Por: KENNETH CHANG