Desde el descubrimiento de la superconductividad hace más de un siglo, los físicos han estado fascinados por los materiales que poseen estas propiedades. Este fenómeno es extremadamente exótico y tiene un gran potencial práctico, ya que los materiales superconductores pueden conducir electricidad sin resistencia bajo ciertas condiciones de temperatura.
La ausencia de resistencia implica que no hay pérdida de energía, además de poseer otras características como el “efecto Meissner”, que permite que un imán levite al eliminar el campo magnético de su interior. Sin embargo, el desafío con los superconductores convencionales es que funcionan a temperaturas muy bajas, requiriendo helio líquido para su enfriamiento.
Por esta razón, la comunidad científica lleva años investigando superconductores no convencionales, que incluyen elementos como el hierro, metales pesados y algunos materiales orgánicos. Muchos de ellos tienen estructuras cristalinas complejas y propiedades electrónicas inusuales, pero lo más destacado es que su temperatura crítica es más alta.
Este descubrimiento ha sido realizado por investigadores de la Universidad Metropolitana de Tokio.
Un Avance en Superconductores No Convencionales
Mediante la combinación de zirconio con diferentes proporciones de hierro y níquel, estos científicos han desarrollado un nuevo superconductor que presenta un diagrama de fases en forma de cúpula. Esto significa que es un superconductor no convencional, lo cual implica que su potencial puede observarse sin necesidad de un descenso extremo de temperatura usando helio líquido; el nitrógeno líquido es suficiente.
Estructura del superconductor
Si bien todavía requiere una temperatura crítica baja, es mucho más fácil mantener esta temperatura con nitrógeno líquido. Lo verdaderamente relevante es que, por primera vez, se ha comprobado que una aleación policristalina de hierro, níquel y zirconio exhibe propiedades superconductoras, algo que no sucede con el zirconuro de hierro o de níquel, que no son superconductores en su forma cristalina.
Este avance es significativo porque estudiar y comprender los superconductores no convencionales es fundamental para extender el límite de la temperatura a la que pueden operar sin perder sus propiedades, acercando su uso a aplicaciones prácticas como sistemas electrónicos avanzados, redes de transporte o cables superconductores.
Además, entender los mecanismos detrás de la superconductividad no convencional podría conducir al descubrimiento de materiales superconductores a temperatura ambiente. Este es el objetivo actual de la física, ya que revolucionaría la transmisión de electricidad y energía sin pérdida y sin disipación de calor.
Las aplicaciones de la superconductividad a temperatura ambiente son vastas, incluyendo el desarrollo de reactores de fusión nuclear, motores eléctricos y cualquier sistema eléctrico más eficiente. También podría acelerar la computación cuántica, mejorar los aceleradores de partículas, el almacenamiento de energía en bobinas superconductoras, dispositivos de levitación magnética o permitir la transmisión inmediata de electricidad desde fuentes lejanas a las ciudades.
Se han logrado progresos significativos, como el desarrollo de un superconductor operativo a 14,5 grados centígrados. No obstante, este superconductor requería una presión de 39 millones de psi, equivalente a 2,65 millones de veces la presión atmosférica normal.
Aunque es un desafío formidable, lo positivo es que la industria está dedicada a evolucionar estos superconductores no convencionales, y parece que están cada vez más cerca de ser aplicables en la vida cotidiana.
Aun así, queda mucho por recorrer.
Imágenes | Eurekalert, Julien Bobroff
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