Los superconductores no convencionales forman uno de los grandes misterios de la física. Entre ellos se encuentra el rutenato de estroncio, que se destaca como un superconductor controvertido. Durante su doctorado, El físico de Leiden Kaveh Lahabi ha proporcionado nuevos conocimientos sobre la naturaleza de la superconductividad en este material, conduciendo a un nuevo tipo de unión superconductora. Lahabi obtuvo su Ph.D. cum laude.

Desde que Heike Kamerlingh Onnes descubrió la superconductividad en Leiden en 1911, Los físicos han estado tratando de averiguar por qué algunos materiales conducen la electricidad sin ninguna resistencia. En 1957, Bardeen, Cooper y Schrieffer desarrollaron la primera teoría de cómo funciona la superconductividad a nivel microscópico mediante el emparejamiento de electrones. Sin embargo, en las décadas siguientes, Se encontraron nuevos superconductores que no podían ser descritos por esta teoría. Estos se conocen como superconductores no convencionales, entre los cuales el rutenato de estroncio (Sr ₂ RuO ₄ ) se destaca como uno de los más controvertidos. Esto se debe a que en la transición superconductora los pares de electrones parecen hacer algo bastante inusual:sus electrones comienzan a orbitar espontáneamente entre sí.

Dominios quirales

Como el movimiento orbital de los electrones emparejados puede ser en sentido horario o antihorario, Los teóricos han propuesto que el superconductor se divide espontáneamente en dominios donde todos los electrones tienen el mismo movimiento orbital:dominios quirales. Sin embargo, a pesar de los numerosos esfuerzos realizados en las últimas dos décadas, tales dominios nunca se han observado directamente. Durante su doctorado, El físico de Leiden Kaveh Lahabi tiene, en colaboración con un grupo de la Universidad de Kyoto, proporcionó por primera vez pruebas sólidas de la existencia de los llamados muros de dominios quirales, el límite entre dos dominios quirales.

Muro de dominio como unión

Lahabi con su supervisor Jan Aarts y el equipo de Kioto descubrieron que un muro de dominio quiral podría actuar como un tipo inusual de unión de Josephson, que tradicionalmente consta de dos superconductores separados por un eslabón débil. En electrónica convencional, los electrones son impulsados ​​por una diferencia de potencial, por ejemplo a través de una batería. Sin embargo, en superconductores, no puede existir ningún campo eléctrico, y no puede haber diferencia de potencial. En lugar de, una corriente superconductora es impulsada por la diferencia en la fase mecánica cuántica (ϕ) de los superconductores, que generalmente es inducida por un estímulo externo como un campo magnético.

Sin embargo, en una pared de dominio quiral, una supercorriente puede fluir incluso cuando no está presente ningún estímulo externo. Las uniones encontradas en el rutenato de estroncio por Lahabi y sus colegas muestran firmas de una diferencia de fase intrínseca (0 <ϕ <π), lo que daría como resultado una corriente espontánea que fluye entre dominios quirales vecinos. Tal unión podría tener la capacidad de almacenar supercorrientes y servir como una "batería superconductora, "con aplicaciones futuras como la memoria superconductora y la computación cuántica.