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Unos investigadores del Laboratorio Nacional de Los Álamos han presentado una explicación para la superconductividad que puede abrir la puerta al descubrimiento de formas nuevas y no convencionales de este fenómeno.

Una investigación dirigida por Tuson Park y Joe D. Thompson ofrece una nueva explicación para la superconductividad en materiales no convencionales, que describe un estado potencialmente nuevo de la materia, en el cual el material superconductor se comporta simultáneamente como un material magnético y no magnético.

Los materiales superconductores conducen sin resistencia la corriente, usualmente cuando se enfrían a temperaturas muy bajas. Los superconductores son materiales extremadamente importantes porque podrían conducir la electricidad de un sitio a otro sin pérdida de corriente o proporcionar una capacidad de almacenamiento eléctrico formidable. Sin embargo, el costo de enfriar los materiales a temperaturas tan bajas actualmente limita el uso práctico de los superconductores. Si se pudieran diseñar superconductores que funcionaran a temperaturas más cercanas a la temperatura ambiente, los resultados serían revolucionarios.

Las teorías tradicionales de la superconductividad sostienen que los electrones dentro de ciertos materiales no magnéticos pueden formar parejas cuando son forzados a ello por vibraciones atómicas conocidas como fonones. En otras palabras, los fonones proporcionan el "pegamento" que hace posible la superconductividad.

Park y sus colegas ahora describen un tipo diferente de "pegamento" que genera un comportamiento de superconductor.

En unos experimentos con un material enfriado hasta la temperatura de superconducción, sometieron a éste a cambios de presión y a un campo magnético para perturbar la alineación de los electrones dentro del material. Esto desestimularía la formación de parejas de electrones promovida por los fonones; sin embargo, el material continuó exhibiendo un comportamiento de superconductor.

Basándose en el comportamiento del material bajo presiones y temperaturas diferentes, los investigadores consideran que el material alcanza un punto crítico cuántico cerca del cero absoluto. En este punto crítico cuántico, el material mantuvo propiedades de un metal con electrones sumamente ordenados y con otros sumamente desordenados, un estado de la materia no descrito previamente.

Park y sus colegas consideran que este punto crítico cuántico proporciona un mecanismo para formar parejas de electrones dentro de un estado cuántico que genera un comportamiento de superconductor. En otras palabras, la investigación ayuda a explicar un mecanismo para la superconductividad sin fonones.

Este punto crítico cuántico podría ser análogo a un agujero negro, en el sentido de que es posible ver lo que sucede en el horizonte de eventos que envuelve al agujero negro, pero no lo que ocurre en este último.

Un nuevo mecanismo para la formación de parejas de electrones que lleva a superconductividad podría permitir a los investigadores diseñar materiales que exhiban un comportamiento de superconductor a mayores temperaturas, quizá incluso abriendo la puerta al "Santo Grial" de los materiales superconductores: un material que sea superconductor a temperatura ambiente.

Noticia publicada en Amazings