Un científico de la División de Física de la Materia Condensada Cuántica de la Universidad de Tsukuba ha formulado una nueva teoría de la superconductividad. Basado en el cálculo de la 'Conexión Berry', este modelo ayuda a explicar los nuevos resultados experimentales mejor que la teoría actual. La obra puede permitir que las futuras redes eléctricas envíen energía sin pérdidas.

Los superconductores son materiales fascinantes que pueden parecer poco notables en condiciones ambientales, pero cuando se enfría a temperaturas muy bajas, Permita que la corriente eléctrica fluya sin resistencia. Hay varias aplicaciones obvias de la superconductividad, como la transmisión de energía sin pérdidas, pero la física subyacente a este proceso todavía no se comprende con claridad. La forma establecida de pensar sobre la transición de normal a superconductora se llama teoría de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS). En este modelo, siempre que las excitaciones térmicas se mantengan lo suficientemente pequeñas, las partículas pueden formar "pares de Cooper" que viajan juntas y resisten la dispersión. Sin embargo, el modelo BCS no explica adecuadamente todos los tipos de superconductores, lo que limita nuestra capacidad para crear materiales superconductores más robustos que funcionen a temperatura ambiente.

Ahora, un científico de la Universidad de Tsukuba ha ideado un nuevo modelo de superconductividad que revela mejor los principios físicos. En lugar de centrarse en el emparejamiento de partículas cargadas, esta nueva teoría utiliza la herramienta matemática llamada "conexión Berry". Este valor calcula una torsión del espacio donde viajan los electrones. "En la teoría estándar de BCS, el origen de la superconductividad es el emparejamiento de electrones. En esta teoría, la supercorriente se identifica como el flujo sin disipación de los electrones emparejados, mientras que los electrones individuales todavía experimentan resistencia, "Dice el profesor autor Hiroyasu Koizumi.

Como una ilustracion, Las uniones de Josephson se forman cuando dos capas superconductoras están separadas por una delgada barrera hecha de metal normal o un aislante. Aunque se usa ampliamente en detectores de campo magnético de alta precisión y computadoras cuánticas, Las uniones de Josephson tampoco encajan perfectamente con la teoría interna de BCS. "En la nueva teoría, el papel del emparejamiento de electrones es estabilizar la conexión Berry, en lugar de ser la causa de la superconductividad en sí misma, y la supercorriente es el flujo de electrones individuales y emparejados generados debido a la torsión del espacio donde viajan los electrones debido a la conexión Berry, "Dice el profesor Koizumi. Por lo tanto, esta investigación puede conducir a avances en la computación cuántica, así como a la conservación de energía.