Un experimento a la vanguardia de la física de la materia condensada y la ciencia de los materiales ha revelado que el sueño de un uso más eficiente de la energía puede convertirse en realidad. Una colaboración internacional liderada por los científicos de la Escuela Internacional de Estudios Avanzados de Italia (SISSA) en Trieste, Università Cattolica di Brescia y Politecnico di Milano utilizaron pulsos láser personalizados para romper las interacciones electrónicas en un compuesto que contiene cobre, oxígeno y bismuto. Así pudieron identificar la condición por la cual los electrones no se repelen entre sí, ese es un requisito previo esencial para que la corriente fluya sin resistencia. Esta investigación abre nuevas perspectivas para el desarrollo de materiales superconductores con aplicaciones en electrónica, diagnóstico y transporte. El estudio se acaba de publicar en Física de la naturaleza .

Utilizando sofisticadas técnicas láser para investigar el llamado régimen de no equilibrio, los científicos encontraron una forma innovadora de comprender las propiedades de una clase especial de materiales. El equipo de SISSA se ocupó de los aspectos teóricos de la investigación, mientras que los laboratorios I-LAMP de la Università Cattolica del Sacro Cuore (Brescia) y el Politecnico di Milano coordinaron la parte experimental.

"Uno de los mayores obstáculos para explotar la superconductividad en la tecnología cotidiana es que los superconductores más prometedores tienden a convertirse en aislantes a altas temperaturas y para bajas concentraciones de dopaje". ", explicaron los científicos." Esto se debe a que los electrones tienden a repelerse entre sí en lugar de emparejarse y moverse en la dirección del flujo de corriente ". Para estudiar este fenómeno, los investigadores se centraron en un superconductor específico con propiedades físicas y químicas muy complejas, estando compuesto por cuatro elementos diferentes que incluyen cobre y oxígeno. "Usando un pulso láser, sacamos el material de su estado de equilibrio. Un segundo, El pulso ultracorto nos permitió desenredar los componentes que caracterizan la interacción entre los electrones mientras el material volvía al equilibrio. Metafóricamente, fue como tomar una serie de instantáneas de las diferentes propiedades de ese material en diferentes momentos ".

A través de este enfoque, los científicos descubrieron que "en este material, la repulsión entre los electrones, y por tanto sus propiedades aislantes, desaparece incluso a temperatura ambiente. Es una observación muy interesante, ya que este es el requisito previo esencial para convertir un material en un superconductor. "¿Cuál es el siguiente paso para lograrlo?" Podremos tomar este material como punto de partida y cambiar su composición química, por ejemplo, ", explicaron los investigadores. Habiendo descubierto que existen los requisitos previos para producir un superconductor a temperatura ambiente, Los científicos ahora tienen nuevas herramientas a su disposición para encontrar la receta correcta:cambiando algunos ingredientes, es posible que no estén demasiado lejos de la fórmula correcta.

¿Sus aplicaciones? El campo magnético generado al pasar una corriente a través de un superconductor podría utilizarse para una nueva generación de trenes de levitación magnética como el que ya une a Shanghai con su aeropuerto. con un rendimiento y una eficiencia mucho mejores. En diagnóstico, sería posible generar campos magnéticos muy grandes en espacios extremadamente pequeños, lo que hace posible realizar imágenes de resonancia magnética de alta precisión a una escala muy pequeña. En el campo del transporte de energía o microelectrónica, Los superconductores de alta temperatura proporcionarían una eficiencia extremadamente alta y, al mismo tiempo, considerables ahorros de energía.