Superconductores: el hallazgo que abaratará la factura de la luz

Logran un hito físico buscado durante décadas: los primeros superconductores a temperatura ambiente

Superconductividad es uno de esos conceptos extraños y no siempre fáciles de entender que, sin embargo, se terminan convirtiendo en fetiches globales para los amantes de la ciencia física. Un material superconductor es aquel que permite el tránsito de electricidad sin ofrecer resistencia alguna. Cualquier material a través del cual pasa una corriente eléctrica genera una resistencia. Los electrones que recorren a gran velocidad un cable no lo hacen libremente.

El cobre, por ejemplo, es como una carretera en contacto con los neumáticos de un coche. La resistencia generada, aunque sea minúscula, limita la velocidad de transmisión y produce pérdidas de energía. Algunos materiales como el plomo o el aluminio cuando están a muy baja temperatura cambian radicalmente sus propiedades eléctricas y dejan de poseer resistencia, por lo que son el canal ideal para transmitir una corriente a gran velocidad y sin pérdidas de energía. El problema es que la temperatura debe ser muy baja, cercana al cero absoluto, lo que requiere unas grandes inversiones que hacen prácticamente inviable el uso masivo de superconductores. ¿Sería posible generar un material prodigioso de este tipo a temperatura ambiente? Ese es uno de los empeños de la física que desde ayer cuenta con un nuevo aliado. Investigadores de la Universidad de Rochester han creado por primera vez un material superconductor a temperatura ambiente comprimiendo un sólido con hidrógeno a muy alta presión. El hallazgo ha merecido la portada del último número de la revista «Nature». En palabras del autor principal del trabajo, el profesor Ranga Dias, «este tipo de materiales es el santo grial de la física, se llevan buscando desde hace más de un siglo y pueden cambiar radicalmente el mundo que conocemos».

Para lograr este nuevo récord en física de la materia condensada, los investigadores han combinado hidrógeno con carbono y azufre para sintetizarlo fotomecánicamente en un material nuevo a través de una tecnología conocida como celda de yunque de diamante, una herramienta que permite estudiar el comportamiento de los materiales bajo extraordinarias condiciones de presión. Gracias a esta técnica se ha logrado un sólido que muestra superconductividad a 14 grados centígrados. Toda la tecnología que nos rodea se encuentra limitada porque vivimos en un mundo de semiconductores. Es como si nuestros vehículos estuvieran obligados a ir siempre con el freno de mano puesto. El salto a un mundo de superconductores sería como quitar el impedimento para siempre. Con superconductores de uso masivo podrían, por ejemplo, construirse grandes redes de distribución eléctrica sin las pérdidas de millones de megawatios/hora que ahora se generan por culpa de la resistencia de los cables, tecnologías más eficientes para los trenes de levitación magnética, dispositivos de almacenamiento de memoria mucho más duraderos o máquinas de imagen médica ultrarrápidas. Un mundo, en fin, en el que objetos como las baterías, las tarjetas de memoria o los cables no serían necesarios.

Altísimas presiones

Según los autores de este hallazgo, el próximo reto será hallar el modo de conseguir estos mismos materiales con menores presiones. Y es que, si la baja temperatura era un obstáculo para la producción, las altísimas presiones requeridas no lo son menos. De momento, es necesario generar una presión millones de veces más grande que la atmósfera a nivel del mar. Es tan difícil lograr estas presiones que los científicos de Rochester han logrado, de momento, una cantidad de material superconductor tan pequeña como un punto de tinta de un bolígrafo.Pero el avance es espectacular. Hasta ahora, la temperatura más alta a la que se había logrado crear superconductividad eran 23 grados bajo cero. Sin duda, es una temperatura relativamente alta si se tiene en cuenta que los primeros experimentos de comienzos del siglo XX requerían temperaturas de cientos de grados bajo cero.

Antes del logro de los -23 grados, la temperatura crítica más alta para este tipo de superconductividad era de aproximadamente -230 °C. La mayor parte de la comunidad científica creía que era imposible lograr superconductividad que funcionara a temperaturas más altas. El paso de centenares de grados bajo cero a solo decenas fue un gran alivio.Pero aun así, mantener una infraestructura a tales temperaturas seguía siendo costosísimo.

Superar la barrera de la temperatura ambiente puede convertirse en el mayor hito jamás logrado en la historia de los materiales superconductores y, sin duda, un paso hacia una de las revoluciones tecnológicas que nos deparará el futuro. Alguien dijo que quien lograra publicar el primer logro en este terreno en una revista científica merecería el siguiente Nobel de Física. El artículo de ayer es un buen candidato, pero habrá que esperar a sus siguientes comprobaciones.