A los investigadores en el campo, se les conoce como 'metales malos, 'pero en realidad no son tan malos. Como una cuestión de hecho, son los mejores superconductores porque son capaces de conducir corriente con la mayor eficiencia y sin resistencia hasta altas temperaturas. Esto se ha visto de forma experimental. Sin embargo, su comportamiento sigue siendo un misterio. Las fuerzas repulsivas entre los electrones en estos materiales son mucho más fuertes que en los superconductores de baja temperatura:entonces, ¿cómo las partículas con la misma carga superan estas fuerzas y logran emparejarse y transportar corriente como sucede en los superconductores 'tradicionales'?

Un equipo de investigadores de SISSA en Trieste en colaboración con la Universidad Tecnológica de Viena ha encontrado un posible, respuesta sorprendente. Según el estudio publicado en Cartas de revisión física , en estos materiales los electrones se transformarían en nuevos objetos, con un carácter inédito que les permitiría emparejarse y por tanto superconducir la corriente. En su investigación, los investigadores también demostraron la peculiaridad de un nuevo tipo de metales malos, llamado 'metales de Hund, 'importante para una clase de materiales a base de hierro. Los científicos creen que estos materiales son particularmente interesantes porque son superconductores y bastante maleables. lo que los hace muy adecuados para aplicaciones tecnológicas.

Superconductores de baja temperatura

"Los superconductores son materiales interesantes porque esconden muchos misterios que permanecen sin resolver y, al mismo tiempo, ofrecen un potencial de aplicación increíble, "explica Laura Fanfarillo, Angelo Valli y Massimo Capone, autores de la investigación. Son compuestos químicos que, por debajo de una temperatura crítica, Conducir la electricidad sin ninguna resistencia. así que sin disipación de calor. Es fácil imaginar su potencial en el campo tecnológico. Si no fuera por muchos de ellos, los llamados superconductores de baja temperatura, la superconductividad aparece a temperaturas muy cercanas al cero absoluto, haciendo su uso complicado y muy costoso. Sin embargo, también hay superconductores de alta temperatura, como los metales malos, cuya temperatura crítica, aunque muy por debajo de cero, requieren un enfriamiento mucho menos complicado y costoso. Por esta razón, Estos materiales se consideran los superconductores más interesantes para explorar con el fin de arrojar luz sobre las características físicas que los hacen tan especiales.

'Y sin embargo se mueven (juntos)'

Los investigadores explican que, “En los superconductores de baja temperatura sabemos que la superconductividad es el resultado del emparejamiento de electrones que superan la repulsión debido a su carga negativa gracias a un 'mediador'. Una vez organizados en pares, los electrones comienzan a moverse coherentemente y transportan corriente eléctrica sin encontrar ninguna resistencia. En metales malos, la repulsión de Coulomb, a los que están sujetos los electrones, es mucho más fuerte que en los metales tradicionales. Esta repulsión En teoria, debería prevenir aún más decisivamente la formación de estos pares y el transporte de la supercorriente ". Aquí es donde surge la pregunta:" Dado que sabemos que el emparejamiento entre electrones es el mecanismo en la base de la superconducción y que, Al menos en este caso, hay un mediador, Queda por entender cómo los metales malos son tan buenos superconductores. Con nuestros cálculos, hemos tratado de arrojar luz sobre este intrigante misterio ".

Cuasipartículas para conducir electricidad

Lo que descubrieron los científicos es que son precisamente las características las que, de un vistazo superficial, los convertiría en los peores candidatos posibles, que convierten estos materiales en superconductores tan poderosos. En estos materiales, los electrones se transforman en cuasipartículas peculiares cuyas características son en realidad mucho más compatibles con el apareamiento, justificando así su comportamiento experimental. Sin embargo, no termina aquí:"En este trabajo también demostramos que un nuevo tipo de mal metal caracterizado por un peculiar tipo de repulsión, llamado 'metal de Hund, 'abre perspectivas interesantes en el campo de la superconductividad. Nuestros resultados, "concluyen los científicos" explican con precisión y elegancia una cantidad de evidencia experimental en la clase de superconductores ferrosos, un tipo de material relativamente nuevo descubierto en 2008, pero cuyas propiedades sin precedentes siguen siendo un campo de investigación lleno de interrogantes para los científicos ".