Los
superconductores son compuestos que pueden aproximarse a la
‘resistencia cero’, es decir, que tienen la capacidad de transportar
corriente eléctrica sin pérdidas
de energía. Pero esta es una capacidad que solo pueden alcanzar cuando
se encuentran por debajo de ciertos valores críticos de temperatura y
campo magnético.
Hasta
ahora, para aproximarse a la resistencia cero y convertirse en
superconductores, los materiales deben enfriarse muy por debajo de la
temperatura crítica, ya
que cerca de ésta sus propiedades se degradan notablemente.
La
cuestión es que este enfriamiento es un procedimiento costoso, por lo
que, durante las últimas décadas, científicos de todo el mundo han
buscado el modo de alcanzar
la mayor aproximación posible a la resistencia cero a una temperatura lo
más cercana posible a los valores críticos.
El
equipo de científicos ha logrado precisamente desarrollar un método que
permite aumentar –hasta cerca de los valores críticos– el rango de
transporte de corriente
sin pérdidas.
El
trabajo lo firman investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales
Nicolás Cabrera de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), del
Instituto de Nanociencia
de Aragón y de la Universidad de Zaragoza, junto a científicos rusos y
estadounidenses.
El
estudio proporciona nuevas ideas para encontrar métodos de fabricación
de compuestos superconductores que harán posible, entre otras cosas, un
transporte más accesible
y económico de la corriente eléctrica. Los autores, de hecho, se
plantean ayudar a desarrollar el potencial tecnológico de los
superconductores, potencial que pasa por la reducción del calentamiento
en circuitos electrónicos.
Geometrías que inmovilizan ‘tornados cuánticos’
La
mejora de la capacidad de conducción de corriente en materiales
superconductores fue lograda a través de la inmovilización de vórtices.
Estos son diminutos tornados
cuánticos formados por parejas de electrones que, inducidos por el campo
magnético, circulan alrededor de un núcleo nanométrico. La aparición de
resistencia eléctrica está asociada al movimiento de estos vórtices,
por lo que su inmovilización repercute en la
mejora de la superconductividad.
Para
lograr la inmovilización de los vórtices, los investigadores “labraron”
distintos patrones geométricos en compuestos superconductores
utilizando técnicas de nanofabricación
muy avanzadas. De este modo lograron encontrar geometrías
particularmente eficaces para impedir el movimiento de vórtices justo en
el momento en que este movimiento es más dañino para la
superconductividad –cerca de los valores críticos–.
El
trabajo abre así una nueva vía de investigación dentro del campo de la
nanociencia: inmovilizar vórtices a través de nano-patrones geométricos.
Y con ello trae
a la luz nuevos conceptos, como la idea de 'vórtices auto-confinados', o
la de 'pozos' excavados por los propios vórtices, en los que estos
pierden su capacidad de movimiento.
“Las
barreras al movimiento de los vórtices crecen conforme están mas
juntos. Es un método eficaz para inmovilizar vórtices, aún cuando
aumenta la temperatura dentro
de un cierto rango”, explica Hermann Suderow, director del Instituto de
Ciencia de Materiales Nicolás Cabrera y coautor del estudio.
“El
resultado es muy sorprendente: la resistencia eléctrica de los
superconductores estudiados cae bruscamente al incrementar la
temperatura o el campo magnético,
justo cuando se esperaría que la superconductividad despareciera”,
concluye el investigador.
Judith Tobeñas
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