El físico ruso Viktor Lakhno del Instituto Keldysh de Matemáticas Aplicadas, RAS considera bipolarones simétricos como la base de la superconductividad de alta temperatura. La teoría explica experimentos recientes en los que se alcanzó una superconductividad en el hidruro de lantano LaH 10 a presión muy alta a casi temperatura ambiente. Los resultados del estudio se publican en Physica C:superconductividad y sus aplicaciones .
La superconductividad implica una ausencia total de resistencia eléctrica en el material cuando se enfría por debajo de una temperatura crítica. Heike Kamerlingh Onnes fue el primero en observar que a medida que la temperatura del mercurio desciende a -270 ° C, su resistencia disminuye en un factor de 10, 000. Revelar cómo lograr esto a temperaturas más altas tendría aplicaciones tecnológicas revolucionarias.
La primera explicación teórica de la superconductividad a nivel microscópico fue dada en 1957 por Bardeed, Cooper y Schrieffer en su teoría BCS. Sin embargo, La esta teoría no explica la superconductividad por encima del cero absoluto. A finales de 2018, dos grupos de investigación descubrieron que el hidruro de lantano LaH 10 se convierte en superconductor a una temperatura récord. El primer grupo afirma que la temperatura de transición al estado superconductor es Tc =215 K (-56 ° C). El segundo grupo informa que la temperatura es Tc =260 K (-13 ° C). En ambas cuentas, las muestras estaban bajo una presión de más de un millón de atmósferas.
La superconductividad de alta temperatura se encuentra en nuevos materiales casi al azar, ya que no existe una teoría que explique el mecanismo. En su nuevo trabajo, Viktor Lakhno sugiere usar bipolarones como base. Un polarón es una cuasipartícula que consta de electrones y fonones. Los polarones pueden formar pares debido a la interacción electrón-fonón. Esta interacción es tan fuerte que resultan ser tan pequeños como un orbital atómico y en este caso se les llama bipolarones de radio pequeño. El problema de esta teoría es que los bipolarones de radio pequeño tienen una masa muy grande en comparación con un átomo. Su masa está determinada por un campo que los acompaña en el curso del movimiento. Y la masa influye en la temperatura de una transición superconductora.
Viktor Lakhno construyó una nueva teoría bipolaron invariante en la traducción (TI) de la superconductividad a alta temperatura. Según su teoría, la fórmula para determinar la temperatura involucra no una masa bipolaron sino una masa efectiva ordinaria de un electrón de banda, que puede ser mayor o menor que la masa de un electrón libre en el vacío y aproximadamente 1000 veces menor que la masa de un átomo. La masa de la banda cambia si la red cristalina en la que se aprieta un electrón. Si la distancia entre los átomos disminuye, la masa disminuye, también. Como consecuencia, la temperatura de la transición puede exceder varias veces la temperatura relevante en las teorías bipolaron ordinarias.
"Me he centrado en el hecho de que un electrón es una onda. Si es así, no hay un lugar preferible en un cristal donde se ubicaría. Existe en todas partes con igual probabilidad. Sobre la base de la nueva teoría bipolaron, se puede desarrollar una nueva teoría de la superconductividad. Combina todas las mejores características de las concepciones modernas, "dice Viktor Lakhno.
