Los científicos de la UC San Diego y el Laboratorio Brookhaven en Nueva York fueron a buscar materiales superconductores donde los investigadores habían tenido poca suerte antes. Poniendo sus miras en una diversa población de meteoritos, investigaron las 15 piezas de cometas y asteroides para encontrar "Mundrabilla" y "GRA 95205", dos meteoritos con granos superconductores.

Mientras que los meteoritos, debido a sus orígenes extremos en el espacio, presentan a los investigadores una amplia variedad de fases materiales de los estados más antiguos del sistema solar, también presentan desafíos de detección debido a la capacidad de medición potencialmente mínima de las fases. El equipo de investigación superó este desafío utilizando una técnica de medición ultrasensible llamada espectroscopia de microondas modulada por campo magnético (MFMMS). Los detalles de su trabajo se publican en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).

En su papel Los investigadores de UC San Diego Mark Thiemens, Ivan Schuller y James Wampler, junto con Shaobo Cheng y Yimei Zhu de Brookhaven Lab, caracterizar las fases de los meteoritos como aleaciones de plomo, estaño e indio (el metal no alcalino más blando). Dicen que sus hallazgos podrían afectar la comprensión de varios entornos astronómicos, señalando que las partículas superconductoras en ambientes fríos podrían afectar la formación de planetas, forma y origen de los campos magnéticos, efectos de dinamo, movimiento de partículas cargadas y más.

"Los materiales superconductores naturales son inusuales, pero son particularmente importantes porque estos materiales podrían ser superconductores en entornos extraterrestres, "dijo Wampler, investigador postdoctoral en el Schuller Nanocience Group y primer autor del artículo.

Schuller, un profesor distinguido en el Departamento de Física con experiencia en superconductividad y computación neuromórfica, guió las técnicas metodológicas del estudio. Después de mitigar el desafío de detección con MFMMS, los investigadores subdividieron y midieron muestras individuales, permitiéndoles aislar los granos que contienen la mayor fracción de superconductividad. Próximo, el equipo caracterizó los granos con una serie de técnicas científicas que incluyen magnetometría de muestra vibrante (VSM), espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDX) y métodos numéricos.

"Estas mediciones y análisis identificaron las fases probables como aleaciones de plomo, indio y estaño, "dijo Wampler.

Según Thiemens, un distinguido profesor de química y bioquímica, Los meteoritos con condiciones de formación extremas son ideales para la observación de especies químicas exóticas. como los superconductores, materiales que conducen electricidad o transportan electrones sin resistencia. El lo notó, sin embargo, la singularidad de los materiales superconductores que ocurren en estos planetas extraterrestres [menores].

"Mi parte del proyecto fue determinar cuál de las decenas de miles de meteoritos de muchas clases era un buen candidato y discutir la relevancia para los procesos planetarios; uno del núcleo de hierro níquel de un planeta, el otro de la parte más superficial que ha sido fuertemente bombardeada y fue uno de los primeros meteoritos donde se observaron diamantes, "dijo Thiemens.

Según el químico cosmológico, que tiene un meteorito que lleva su nombre, el asteroide 7004Markthiemens, Mundrabilla es un meteorito rico en sulfuro de hierro de una clase que se formó después de fundirse en núcleos de asteroides y enfriarse muy lentamente. GRA 95205, por otra parte, es un meteorito de ureilita, una rara pieza similar a una piedra con una composición mineral única, que sufrió fuertes golpes durante su formación.

Según Schuller, la superconductividad en muestras naturales es extremadamente inusual.

"Los materiales recolectados naturalmente no son materiales de fase pura. Incluso el mineral superconductor más simple, dirigir, rara vez se encuentra en su forma nativa, "Explicó Schuller.

Los investigadores estuvieron de acuerdo en que solo conocían un informe previo de superconductividad natural, en el mineral covellita; sin embargo, porque las fases superconductoras que informan en el artículo de PNAS existen en dos meteoritos tan diferentes, es probable que exista en otros meteoritos.