Tenemos un nuevo material superconductor (y si cumple con lo que promete, será crucial para la tecnología)
carlos-pregoCARLOS PREGO
@CarlosPrego1
Desde hace décadas una de las grandes obsesiones de los físicos, tanto en los laboratorios universitarios como en los de la industria tecnológica, pasa por dar con un material capaz de ofrecer propiedades superconductoras en condiciones “cotidianas”, con niveles de presión asumibles y sin la necesidad de reproducir temperaturas extremadamente bajas. Motivos no les faltan. Por sus aplicaciones, un recurso así abriría las puertas a ordenadores más eficientes, potentes reactores nucleares, una mejor tecnología de rayos X o trenes “maglevs” más rápidos.
Y eso entre un largo etcétera.
Ahora un equipo de investigadores de la Universidad de Rochester, en EEUU, asegura haber dado un paso crucial para lograrlo. Tan crucial que ha despertado ya la expectación del resto de la comunidad científica. Y sus cautelas, claro.
¿Qué es la superconductividad?
En palabras de Miguel Ortuño, se trata de “uno de los fenómenos físicos más exóticos”. Y con “mayor potencial práctico”, también. Su nombre es bastante elocuente: nos indica que, sometidas a ciertas condiciones, como bajas temperaturas, algunos metales conducen electricidad sin oponer resistencia. Semejante peculiaridad —que se suma a otras, como el “efecto Meissner”— los convierte en una opción magnífica para el paso de corriente eléctrica sin problemas de pérdida de energía o de resistencia.
Las aplicaciones de un material capaz de comportarse así a una temperatura ambiente serían enormes, abriendo la puerta a una reducción de pérdidas en los cables de alta tensión, el diseño de motores, generadores y transformadores más pequeños, trenes con levitación magnética o mejores resonancias magnéticas.
Fea Superconducting Materials Reddmatter Lutetium Hydride
¿Y cuál es la última novedad?
El último logro parte de la Universidad de Rochester, al norte de Nueva York, donde trabaja un equipo de investigadores que asegura haber desarrollado un material superconductor que puede operar con una temperatura y presión lo suficientemente bajas como para permitir aplicaciones. La universidad lo ha presenta como “un logro histórico” y uno de sus principales impulsores, el profesor Ranga Dias, ha ido más allá para hablar directamente de “la llegada del amanecer de la superconductividad ambiental”.
¿Cuáles son esas condiciones?
El material es el hidruro de lutecio dopado con nitrógeno (NDLH) y, según los investigadores estadounidenses, es capaz de exhibir superconductividad sometido a 69 grados Fahrenheit (20,5ºC) y una presión de 10 kilobares, equivalente a 145.000 libras por pulgada cuadrada (psi).
Este último dato no es menor. The New York Times recuerda que supera con creces los niveles de presión del fondo de las fosas más profundas del océano. Eso no quiere decir que se trate de una magnitud insalvable para los laboratorios. Hoy en la fabricación de chips ya se utilizan técnicas que incorporan materiales que se mantienen unidos por presiones químicas internas mayores.
¿En qué consistió su experimento?
Dias y sus colegas han detallado su investigación en un artículo publicado en la revista Nature, en el que explican cómo trabajaron con una pequeña y fina lámina de lutecio entre dos diamantes entrelazados para, más tarde, bombear en el interior de la cámara un gas formado por hidrógeno y un pequeño porcentaje de nitrógeno y someterlo a altas presiones.
“El equipo creó una mezcla de gases de 99% hidrógeno y 1% nitrógeno, la colocó en una cámara de reacción con una muestra pura de lutecio y dejó que los componentes reaccionaran durante dos o tres días a 392 grados Fahrenheit”, relata la Universidad de Rochester. El compuesto inicial tenía un color azulado brillante, pero cambió primero a rosado y finalmente a un estado rojo brillante.
¿Por qué tanto empeño?
Como recuerda el organismo, los materiales superconductores tienen dos propiedades destacadas: se anula la resistencia eléctrica y los campos magnéticos expulsados pasan a su alrededor. Gracias a esas características se abren a un amplio abanico de usos que van desde el desarrollo de trenes de alta velocidad que levitan sin fricción a una electrónica más eficiente.
La universidad asegura que con un semiconductor capaz de operar en condiciones similares a las ambientales podríamos crear redes eléctricas capaces de transmitir corriente y ahorrarnos la pérdida de hasta 200 millones de megavatios hora, la energía que ahora se queda en el camino por la resistencia de los cables.
¿Lanzamos las campanas al vuelo?
Los datos de Dias y su equipo son interesantes y, como reconoce a The New York Times Timothy Strobel, de la Carnegie Institution for Science, “lucen muy bien sobre el papel”. De momento conviene sin embargo manejar la noticia con cierta cautela. Primero porque de momento se trata solo de un artículo y —si bien se ha publicado en la prestigiosa Nature tras superar el escrutinio de su sistema de revisión por pares— al anuncio le ha dado difusión sobre todo el laboratorio estadounidense, parte interesada.
Segundo —y este es probablemente el motivo que ha animado a algunos especialistas a mirar las conclusiones con atención— es que en 2020 el mismo grupo ya publicó en Nature un controvertido estudio sobre superconducción. En aquella ocasión los editores de la revista acabaron retractándose entre dudas sobre los datos y problemas para reproducir las pruebas. “Su trabajo anterior todavía no ha sido reproducido por un grupo independiente, pero este debería ser reproducido con extrema rapidez”, señala Strobel a New Scientist.
Imágenes: University of Rochester photo / J. Adam Fenster