Los físicos de la Universidad de Bonn han logrado poner un gas superconductor en un estado exótico. Sus experimentos permiten nuevos conocimientos sobre las propiedades de la partícula de Higgs, sino también en las características fundamentales de los superconductores. La publicación, que ya está disponible en línea, pronto aparecerá en la revista Física de la naturaleza .

Por sus experimentos, Los científicos de la Universidad de Bonn utilizaron un gas hecho de átomos de litio, que enfriaron significativamente. A cierta temperatura, el estado del gas cambia abruptamente:se convierte en un superconductor que conduce una corriente sin ninguna resistencia. Los físicos también hablan de una transición de fase. Un cambio repentino similar ocurre con el agua cuando se congela.

El gas de litio cambia a un estado más ordenado en su transición de fase. Esto incluye la formación de los llamados pares de Cooper, que son combinaciones de dos átomos que se comportan como una sola partícula hacia el exterior.

Átomos que bailan en pareja

Estos pares se comportan de manera fundamentalmente diferente a los átomos individuales:se mueven juntos y pueden hacerlo sin dispersarse en otros átomos o pares. Ésta es la razón de la superconductividad. Pero, ¿qué pasa cuando intentas excitar a las parejas?

"Iluminamos el gas con radiación de microondas, "explica el Prof. Dr. Michael Köhl del Instituto de Física de la Universidad de Bonn." Esto nos permitió crear un estado en el que los pares comienzan a vibrar y, por lo tanto, la calidad de la superconductividad oscilaba muy rápidamente:en un momento, el gas era un buen superconductor, el siguiente uno malo ".

Esta oscilación común de los pares de Cooper corresponde al bosón de Higgs descubierto en el CERN Accelerator en 2013. Como este estado es muy inestable, solo un puñado de grupos de trabajo en todo el mundo han logrado producirlo.

Los experimentos permiten conocer ciertas propiedades físicas del bosón de Higgs. Por ejemplo, los físicos esperan que estudios como estos les permitan comprender mejor la desintegración de esta partícula de vida extremadamente corta a medio plazo.

Superconductores de conmutación rápida

Pero los experimentos también son interesantes por otra razón:muestran una forma de activar y desactivar la superconductividad muy rápidamente. Los superconductores normalmente intentan permanecer en su estado conductor el mayor tiempo posible. Se pueden disuadir calentando, pero este es un proceso muy lento. Los experimentos muestran que, en principio, esto también puede ser mil veces más rápido. Esta información puede abrir aplicaciones completamente nuevas para los superconductores.

El éxito de los científicos de Bonn también se basa en una cooperación exitosa entre la teoría y el experimento:"Predecimos teóricamente los fenómenos, "explica la Prof. Dra. Corinna Kollath del Helmholtz-Institut für Strahlen- und Kernphysik de la Universidad de Bonn." Durante los experimentos en el Instituto de Física, El profesor Köhl y sus colegas sabían exactamente qué buscar ".