Un grupo de físicos teóricos de la Universidad de Jyväskylä y la Universidad de Tampere, Finlandia, y el Centro de Física de Materiales de San Sebastián, España, explican cómo los superconductores pueden transportar información magnética a distancias mucho más largas que los metales convencionales. El hallazgo podría ser útil en el procesamiento de información que utiliza materiales magnéticos a bajas temperaturas.

Los superconductores transportan cualquier cosa sin calentarse, ¿o sí?

A bajas temperaturas, algunos materiales se vuelven superconductores, lo que provoca que la resistividad eléctrica desaparezca. En consecuencia, pasar una corriente de carga a través de un superconductor no lo calienta. Además de la carga, los electrones también tienen otras propiedades. Uno de ellos es el espín, que describe la rotación interna del electrón alrededor de sí mismo. El espín es la propiedad necesaria para entender otro tipo de estado de los materiales:el magnetismo. Los imanes y los superconductores rara vez se encuentran en materiales individuales. Sin embargo, los materiales magnéticos y superconductores se pueden colocar uno al lado del otro para que se afecten entre sí.

El nuevo estudio, publicado en Physical Review Letters , muestra cómo, en determinadas circunstancias, los superconductores pueden transportar no solo corrientes de carga entre metales, sino también corrientes de espín entre imanes a distancias relativamente largas sin producir un exceso de calor. Esto contrasta con los conductores ordinarios donde tales corrientes de espín sin fricción se desvanecen dentro de distancias atómicas.

Estas corrientes de espín se pueden utilizar para mediar en las interacciones magnéticas entre diferentes imanes de forma controlable. También aparecen en cómo los imanes responden a estímulos externos dependientes del tiempo, un fenómeno que se estudia especialmente en el contexto de la memoria magnética.

Tales corrientes de espín pueden ser elusivas ya que no producen señales eléctricas. Sin embargo, pueden detectarse indirectamente por el cambio de la configuración magnética. Alternativamente, modifican significativamente la respuesta dinámica magnética. En el artículo, los investigadores describen las firmas experimentales que indican la presencia de corrientes sin fricción, tanto en entornos estáticos como dinámicos.

Risto Ojajärvi, quien proporcionó el cálculo detallado del efecto, explica:"Antes de nuestro trabajo, había bastante confusión sobre el papel de las corrientes de espín en los superconductores y especialmente la forma en que operan en equilibrio. Ahora brindamos una imagen unificada que describe corrientes de equilibrio en pie de igualdad con las corrientes ordinarias que provocan el calentamiento.

El trabajo explica cómo, en algunos casos, la presencia de corrientes sin fricción hace que todo el sistema se caliente más, y no menos, como cabría esperar ingenuamente. Sin embargo, el calentamiento no ocurre en el superconductor que conecta los imanes, sino en los propios imanes, que pueden transferir eficientemente el espín entre sí a través del superconductor. Esta forma de dinámica colectiva es completamente nueva y ofrece una amplia perspectiva para la ingeniería de estados magnéticos dinámicos. + Explora más

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