Los físicos explican por qué los superconductores no producen supercorrientes

SuperconductorCuando los superconductores de alta temperatura se anunciaron por primera vez a finales de la década de 1980, se pensaba que éstos podían dar lugar a trenes magnéticos ultra-eficientes y otras tecnologías revolucionarias.

Eso no pasó. Ahora, un científico de la Universidad de Florida forma parte de un equipo de investigadores para explicar el porqué.

En un documento que apareció el domingo pasado en la edición online de Nature Physics, Peter Hirschfeld, un profesor de física de la Universidad de Florida y otros cinco investigadores, describen con precisión por primera vez cómo los elementos estructurales a nivel atómico de los superconductores cerámicos de alta temperatura actúan dificultando la corriente eléctrica. Su explicación de cómo los “bordes granulados” que separan las filas de átomos en los superconductores dificultan la corriente es la primera en adaptarse a un fenómeno que ha ayudado a mantener los superconductores lejos de su alardeado potencial y ha desconcertado a los físicos experimentales durante más de dos décadas.

“Nadie entendía por qué era un efecto tan fuerte, o por qué la corriente era tan limitada por estos bordes granulados”, dijo Hirschfeld. “Y eso es lo que hemos explicado en este artículo”.

Los cables de superconductores cerámicos de alta temperatura se componen de filas de átomos dispuestos ligeramente ladeados unos con otros, como si un trozo de papel milimetrado se hubiera fusionado encima de otro con las líneas horizontales y verticales en una alineación no del todo perfecta. Las cargas eléctricas se acumulan en los ángulos donde se encuentran las líneas, actuando como presas que interrumpen el flujo de electricidad.

La contribución de Hirschfeld y sus colegas fue concebir y construir un modelo matemático que se ajusta a estas observaciones “muy bien”, dijo. “Abstrajimos un modelo muy teórico de un solo borde” que se puede aplicar a todos los bordes, señala.

Lamentablemente, el modelo no propone una manera de romper las barreras, aunque Hirschfeld dijo que dará a los investigadores una mejor herramienta para interpretar los resultados de los experimentos pasados y futuros. Esto le da esperanza al equipo de que su modelo podría, con el tiempo, dar lugar a superconductores de alta temperatura con bordes granulados menos restrictivos. Eso sería un paso que ayudaría a los superconductores, a los que se han encontrado aplicaciones limitadas en áreas como la investigación con imanes muy potentes, a alcanzar su potencial anunciado.

Siegfried Graser, el principal autor del artículo de Nature Physics y miembro de la Universidad de Augsburgo, en Alemania, hizo la mayor parte de su investigación mientras era un asociado de postdoctorado en el grupo de Hirschfeld en la Universidad de Florida. Los otros autores son de la Universidad de Augsburgo y la Universidad de Copenhague. La investigación fue financiada por el Departamento de Energía de EE.UU.


Fecha Original: 27 de junio de 2010
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Comments (4)

  1. ¿¡Cómo que no!?
    Fernando Alonso es un superconductor supercorriente.

  2. Los interesados en leer el artículo técnico S. Graser, P. J. Hirschfeld, T. Kopp, R. Gutser, B. M. Andersen & J. Mannhart, “How grain boundaries limit supercurrents in high-temperature superconductors,” Nature Physics advance online publication Published online: 27 June 2010, seguramente disfrutarán sabiendo que está disponible gratis en “What limits supercurrents in high temperature superconductors? A microscopic model of cuprate grain boundaries,” ArXiv, 21 Dec 2009.

    Las ilustraciones en color del artículo son muy bonitas e instructivas. Recomiendo echar una ojeada incluso a los que no crean que se van a enterar de nada.

  3. [...] con los superconductores convencionales. Más información divulgativa en Nicolás Pérez, “Los físicos explican por qué los superconductores no producen supercorrientes,” Ciencia Kanija, 07 julio 2010 [original en inglés]. El artículo técnico es S. Graser, [...]

  4. Astreek

    Los “superconductores de alta temperatura” siguen siendo muy fríos, no? pero no tan fríos como ~0 K?

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