Se utilizó un yunque de diamante para crear el material.
Steve Jacobsen/Centro de Recursos para la Educación Científica (SERC) en Carleton College
La superconductividad a temperatura ambiente y presión ambiental ha sido un objetivo central de la ciencia de los materiales durante más de un siglo, y es posible que finalmente se haya logrado. Si este nuevo material superconductor se mantiene, podría revolucionar la forma en que se alimenta nuestro mundo, pero los resultados se encaminan primero a un escrutinio científico serio.
Cuando un material es superconductor, la electricidad fluye a través de él sin resistencia, lo que significa que nada de la energía involucrada se pierde en forma de calor. Pero todos los superconductores fabricados hasta ahora han requerido presiones extraordinariamente altas, y la mayoría ha requerido temperaturas igualmente altas.
Ranga Dias en la Universidad de Rochester en Nueva York y sus colegas afirman haber creado un material a partir de hidrógeno, nitrógeno y lutecio que se vuelve superconductor a una temperatura de solo 21°C (69°F) y una presión de 1 gigapascal. Eso es casi 10.000 veces la presión atmosférica en la superficie de la Tierra, pero aún mucho más baja que cualquier material superconductor anterior. “Digamos que estabas montando a caballo en la década de 1940 cuando ves pasar un Ferrari; ese es el nivel de diferencia entre los experimentos anteriores y este”, dice Dias.
Para hacer el material, colocaron una combinación de los tres elementos en un yunque de diamante, una pieza de maquinaria que comprime muestras a presiones extraordinariamente altas entre dos diamantes, y lo exprimieron. A medida que se comprimía el material, su color cambiaba de azul a rojo, lo que llevó a los investigadores a apodarlo “materia roja”.
Luego, los investigadores realizaron una serie de pruebas para examinar la resistencia eléctrica y la capacidad calorífica de la materia roja, y cómo interactuaba con un campo magnético aplicado. Todas las pruebas apuntaron a que el material es superconductor, dicen.
Pero no todos los investigadores en el campo están convencidos. “Tal vez hayan descubierto algo absolutamente innovador y trascendental en este trabajo, algo que ganaría un premio Nobel, pero tengo algunas reservas”, dice. james hamlin en la Universidad de Florida.
Algunas de sus reservas, y las de otros investigadores de la superconductividad, se deben a la controversia en torno a un artículo de 2020 de Dias y su equipo, que afirmaba la superconductividad a temperatura ambiente y luego fue retractado por la revista científica. Naturaleza. En ese momento, algunos cuestionaron si los datos presentados en el documento eran precisos y plantearon preguntas sobre cómo los datos publicados se derivaron de las mediciones sin procesar.
“Hasta que los autores proporcionen respuestas a aquellas preguntas que puedan ser entendidas, no hay razón para creer que [the data] que están publicando en este artículo reflejan las propiedades físicas de las muestras físicas reales”, dice Jorge Hirsch en la Universidad de California San Diego.
Parte de la razón por la que el escepticismo es tan difícil de mitigar es que no sabemos lo suficiente sobre la materia roja para construir una comprensión teórica del mecanismo detrás de su posible superconductividad. “Todavía queda mucho por hacer en términos de comprender la estructura exacta de este material, que es muy importante para comprender cómo este material es superconductor”, dice Dias. “Esperamos que si podemos hacerlo en grandes cantidades, obtendremos una mejor comprensión de la estructura del material”.
Si los teóricos pueden descubrir exactamente cómo y por qué este material se vuelve superconductor, será de gran ayuda para convencer a los investigadores de que, de hecho, es un superconductor, y también podría poner la materia roja en camino de ser producida industrialmente. “Las estructuras encontradas en este trabajo son probablemente bastante diferentes [from previously confirmed superconducting materials],” dice Eva Zurek en la Universidad de Buffalo en Nueva York. “El mecanismo detrás de la superconductividad de este compuesto puede ser diferente, pero no puedo estar seguro porque no tengo una estructura con la que trabajar”.
Si grupos independientes pueden verificar la superconductividad de la materia roja y descubrir su estructura, este podría ser uno de los hallazgos científicos más impactantes de la historia. Un superconductor a temperatura ambiente y presión ambiental podría hacer que la red de energía eléctrica sea mucho más eficiente y respetuosa con el medio ambiente, sobrealimentar la levitación magnética y mucho más. “Creo que hay muchas tecnologías que aún no se han imaginado y que podrían usar la superconductividad a temperatura ambiente y presión ambiente”, dice Zurek.
Pero los investigadores aún no sueñan con una sociedad superconductora. “Obviamente habrá mucho escrutinio”, dice Hamlin. “Creo que la diferencia aquí con el resultado anterior es que se trata de presiones tan bajas que muchos otros grupos pueden ver esto”. Solo unos pocos laboratorios en todo el mundo tienen los costosos y complicados yunques de diamante capaces de alcanzar las altas presiones requeridas por los experimentos de superconductividad anteriores, pero las celdas de presión que pueden alcanzar 1 gigapascal son relativamente comunes.
Ese puede ser el factor más importante que diferencia este trabajo del artículo retractado de 2020. “Su trabajo anterior aún no ha sido reproducido por un grupo independiente, pero este debería reproducirse extremadamente rápido”, dice Tim Strobel en la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington DC. “Vamos a hacer esto de inmediato”. Si todo va bien, esto podría marcar el comienzo de una revolución energética.
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