Superconductividad de ninguna parte

Artículo original publicado por Jon Cartwright el 29 de marzo de 2011 en physicsworld.com

En apenas una semana, los científicos celebrarán el centenario de la superconductividad: El descubrimiento, en 1911, de que algunos materiales enfriados casi al cero absoluto permiten que la carga eléctrica fluya sin resistencia. Pero ahora un físico cree que la superconductividad puede aparecer cuando no hay ni siquiera un material.

De acuerdo con Maxim Chernodub de la Universidad François-Rabelais de Tours en Francia, la superconductividad puede aparecer – siempre que haya un potente campo magnético – en el vacío del espacio. Si Chernodub está en lo cierto, el fenómeno podría explicar el origen del extenso patrón de campos magnéticos que vemos en el cosmos. “Esta superconductividad del vació sugerida es muy inusual”, comenta. “Tiene algunas locas propiedades que no existen en los superconductores ‘normales’”.

Colisiones en CMS

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Plásticos que conducen la electricidad

Artículo escrito por Bob Beale el 22 de febrero de 2011 y publicado originalmente en la web de UNSW.

Una técnica recién descubierta hace posible la creación de toda una serie de nuevos plásticos con propiedades metálicas o superconductoras.

Los plásticos, por lo general, conducen tan mal la electricidad que se utilizan para aislar cables eléctricos, pero colocando una fina capa de metal sobre una lámina de plástico y mezclándola con la superficie del polímero con un haz de iones, investigadores australianos han demostrado que el método puede utilizarse para hacer películas de plástico conductor baratas, resistentes y flexibles.

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Agujeros negros: ¿Un modelo para los superconductores?

Los agujeros negros son unos de los objetos más pesados del universo. Los electrones están entre los más ligeros. Ahora, los físicos Robert G. Leigh y Philip Phillips junto con el becario de posdoctorado Mohammad Edalati y el estudiante graduado Ka Wai Lo de la Universidad de Illinois han demostrado cómo los agujeros negros cargados pueden usarse como modelo de comportamiento de electrones que interactúan en superconductores no convencionales.

“El contexto de este problema es la superconductividad de alta temperatura”, dice Phillips. “Uno de los grandes problemas por resolver en la física, es el origen de la superconductividad (un estado de conducción con una resistencia cero) en la cerámica de óxido de cobre descubierta en 1986”. Los resultados de la investigación del grupo se publican on-line el 1 de marzo en la revista Physical Review Letters y el 25 de febrero en Physical Review D.

Agujero negro

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Los teóricos miran al grafeno buscando pistas del Higgs

¿Podría llegar alguna visión del esquivo bosón de Higgs – la partícula que se busca ansiosamente en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del CERN – de un simple material sólido? Sí, de acuerdo con un trío de físicos españoles, que defienden que las pistas vitales podrían llegar de la observación del grafeno – una lámina de carbono de apenas un átomo de grosor. Defienden que las ondas en este material surgen a partir de un proceso de ruptura de simetría similar al que separó las fuerzas electromagnéticas y débil en los inicios del universo.

Ondas en el grafeno

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Los físicos descubren cómo crear espuma cuántica en un tubo de ensayo

Los metamateriales deberían permitir a los científicos recrear y estudiar las propiedades del espacio-tiempo a la menor escala.

Un metamaterial es una materia que ha sido desarrollada para manipular y dirigir las ondas magnéticas de una forma que no puede reproducirse con materiales naturales.

Espuma cuántica

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Partículas que son sus peores enemigas

Partículas de MajoranaUn dispositivo superconductor recientemente propuesto podría llevar a la primera observación de partículas que son sus propias antipartículas.

La materia que forma el universo consta de partículas tales como electrones y protones, así como sus homólogos conocidos como antipartículas. Partículas y antipartículas, no obstante, se aniquilan entre sí en un intenso estallido de energía. Sin embargo, el físico italiano Ettore Majorana propuso que podrían existir algunas partículas que son sus propias antipartículas, aunque los físicos aún tienen que observarlas.

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I Carnaval de la Química: Los sufrimientos del nuevo carbono

Nuevas formas del carbonoLos investigadores han pasado 25 años explorando las notables propiedades de los fulerenos, nanotubos de carbono y grafeno. Pero comercializarlos no es rápido, ni fácil.

En los cuentos de hadas, el tercer lugar a menudo es el mejor: Normalmente el tercer baúl contiene el tesoro, y el tercer hijo logra fama y fortuna. También puede aplicarse al grafeno, la tercera y más reciente forma descubierta del ‘nuevo carbono’. Los fulerenos1 en forma de balón de fútbol, descubiertos en 1985, y los nanotubos de carbono, cilindros huecos2 caracterizados por primera vez en 1991, hasta ahora han tenido un impacto limitado en la industria. Pero ahora, el grafeno, una lámina plana de carbono de un átomo de grosor, parece verse rodeado por buenos augurios – y no el menor de ellos es el que la velocidad a la que experimentos innovadores sobre sus propiedades fueron recompensados con el Premio Nobel de Física en 2010.

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Investigadores de Berkeley descubren simetría de Möbius en metamateriales

El desfile de las hormigas de EscherLa simetría de Möbius, el fenómeno topológico que deja una banda semi-retorcida con dos superficies pero sólo una cara, ha sido fuente de fascinación desde su descubrimiento en 1858 por el matemático alemán August Möbius. Como el artista M.C. Escher demostró tan vívidamente en su “desfile de hormigas”, es posible atravesar las superficies “interior” y “exterior” de una banda de Möbius sin cruzarla por un borde. Durante años, los científicos han estado buscando un ejemplo de simetría de Möbius en materiales naturales, sin éxito. Ahora, un equipo de científicos ha descubierto simetría de Möbius en metamateriales – materiales diseñados a partir de “átomos” artificiales y “moléculas” con propiedades electromagnéticas que surgen a partir de su estructura en lugar de su composición química.

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El ascensor lunar podría construirse en una década

La idea de un elevador espacial ha estado rondando desde finales del siglo XIX, pero a pesar de los grandes sueños y años de investigación, el bajo coste y fácil acceso a la órbita que prometen los elevadores espaciales aún están a décadas de distancia. El mayor problema reside en el hecho de que nadie ha sido capaz de fabricar con éxito largos cables hechos de nanotubos de carbono ultraligeros y ultra-fuertes, el único material conocido lo bastante fuerte para un ascensor espacial. Pero el empresario Michael Laine cree que un ascensor lunar – un ascensor desde la superficie de la Luna – podría crearse a partir de materiales que ya están disponibles. Con más investigación y la cantidad adecuada de capital, Laine dice que el ascensor lunar podría construirse en una década.

Ascensor espacial

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La Teoría de Cuerdas llega a los metales extraños

Teoría de CuerdasSe encuentra un vínculo entre los agujeros negros teóricos y unos misteriosos materiales.

La Teorías de Cuerdas, que algunos físicos esperan que sea capaz de unificar la gravedad con la mecánica cuántica, puede haber encontrado una aplicación en el mundo real. Un tipo de agujero negro predicho por la Teoría de Cuerdas puede ayudar a explicar las propiedades de una misteriosa clase de materiales conocidos como “metales extraños”.

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Cómo construir un Dispositivo Warp usando metamateriales

Burbujas de AlcubierreUn “dispositivo warp” construido usando metamateriales podría alcanzar un cuarto de la velocidad de la luz.

Los metamateriales son sustancias en las cuales puede cambiarse su capacidad de soportar campos eléctricos y magnéticos. Jugando con estas propiedades de la forma adecuada se pueden dirigir las ondas electromagnéticas en todo tipo de extrañas y exóticas maneras.

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Metamateriales estudian cambios en la estructura del espacio-tiempo

Big FlashEn el momento del Big Bang, nuestro universo puede que no tuviese exactamente tres dimensiones de espacio y una de tiempo, de acuerdo con algunos teóricos. En el ejemplar del 6 de agosto de la revista Physical Review Letters, un equipo propone una forma de observar la transición propuesta a nuestro actual universo usando los conocidos como metamateriales, estructuras en las que la propagación de la luz puede controlarse con gran precisión. Los experimentos en tales estructuras, dicen, podrían comprobar las predicciones de que un “gran destello” de radiación acompañaría a cambios en la estructura del espacio-tiempo que pueden haber tenido lugar en los inicios del universo.

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Muestras lunares revelan grafito traído por un impactador lunar

Recogida de muestras lunaresCasi 40 años después de la última misión tripulada a la Luna, el programa Apollo de la NASA aun sigue produciendo nuevos hallazgos.

Los humanos no han puesto un pie en la Luna desde el 14 de diciembre de 1972, cuando los astronautas Eugene Cernan y Harrison Schmitt de la misión Apollo XVII abandonaron la superficie lunar para volver a casa. Por suerte,Cernan y Schmitt, un experto geólogo, recopilaron 110 kilogramos de material lunar – la mayor cantidad de rocas y suelo lunar recopilados – antes de dirigirse hacia la Tierra.

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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.

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Espejos líquidos deformables podrían revolucionar la astronomía

Espejo líquidoLos espejos líquidos son más fáciles y baratos de fabricar que los de vidrio. Un nuevo prototipo muestra cómo pueden usarse también para hacer sistemas de óptica adaptativa.

Pon un poco de mercurio en un tazón, hazlo girar y el líquido se extenderá en una pequeña película a lo largo de la superficie. El resultado es un espejo cóncavo con una superficie tan plana que desafía a cualquier cosa que puedan hacer los astrónomos a partir del vidrio, pero con una fracción de su coste.

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Nanoporos de grafeno resuelven el problema de secuenciado del ADN

Nanoporo de grafenoPasar una hebra de ADN a través de un agujero en una lámina de grafeno finalmente resuelve uno de los mayores problemas con una nueva y revolucionaria técnica de secuenciado del genoma conocida como translocación de nanoporo.

Hay pocas dudas de que será posible secuenciar el genoma de cualquier individuo de forma rápida y barata en los próximos años. Pero eso no significa que no haya retos tecnológicos significativos por delante antes de que suceda. Y la pregunta más importante es cómo se hará.

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El grafano abre un nuevo potencial

GrafanoFísicos de Rice excavan pozos teóricos para extraer puntos cuánticos.

El grafano es el material elegido por los físicos en la vanguardia de la ciencia de materiales, y los investigadores de la Universidad de Rice están en ese grupo – incluso tal vez algo destacados.

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Explicada la conductividad ‘imposible’

InterfazUn avance que podría llevar a nuevas posibilidades para la nanoelectrónica.

Pon en contacto dos materiales que por sí mismos no son conductores y, exactamente en el punto de unión, sucederá algo notable: en ese punto preciso, es posible la conducción. Los investigadores del Instituto para Nanotecnología MESA+ de la Universidad de Twente, junto a colegas de Munich, Berkeley y Davis, han demostrado ahora que en este interfaz se crean dos “rutas” conductoras paralelas, con una separación de apenas un nanómetro. Éste no es sólo un avance en nuestra comprensión del fenómeno, sino que también abre posibilidades a una nueva forma de nanoelectrónica. Los investigadores publican sus hallazgos en la revista Physical Review Letters.

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Cómo construir un multiverso

Multiverso de metamaterialesLos metamateriales permiten la creación de espacios adyacentes con sus propias leyes de la física, como el multiverso.

Los metamateriales son sustancias en las que los físicos han estado jugueteando con la capacidad del material para soportar campos eléctricos y magnéticos. Pueden diseñarse para desviar ondas alrededor, por encima o por debajo de objetos y crear capas de invisibilidad que los oculten.

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Una extravagante materia podría encontrar uso en los ordenadores cuánticos

ChipUna extraña mezcla de electrones tiene un registro cuántico tolerante a fallos.

Hay nuevos y excitantes hallazgos esta semana en la búsqueda mundial de materiales que apoyen la computación cuántica tolerante a fallos. Nuevos resultados de las Universidades de Rice y Princeton indican que un extravagante estado de la materia actúa como una partícula con una cuarta parte de la carga del electrón, y que también tiene un “registro cuántico” que es inmune a la pérdida de información por perturbaciones externas.

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