Una aleación que se vuelve superconductora tras calentarse exprés
Una barra metálica de cinco metales distintos —hafnio, niobio, escandio, titanio y circonio— reposa en el horno. Tras calentarla a 600 grados, en su interior aparecen zonas que recuerdan a un patrón de dos metales entremezclados, como vetas de mármol. Son precisamente esas zonas las que hacen que toda la aleación conduzca la corriente eléctrica sin pérdidas a muy baja temperatura: unos 263 grados bajo cero. Este fenómeno se llama superconductividad y desaparece con el más mínimo calentamiento, por lo que los materiales se mantienen en helio líquido.
Los científicos midieron a qué temperatura la aleación se vuelve superconductora y observaron que cuanto más caliente estaba el horno durante el recocido, más alta era esa temperatura. El récord fue de 9,93 kelvin (aproximadamente -263,2 grados Celsius) para una muestra calentada a 800 grados. Esto es casi dos grados más que en las aleaciones convencionales de este tipo. La razón es que el calor infla esas zonas "marmóreas": ocupan más espacio y la superconductividad se intensifica.
¿Por qué ocurre esto? El análisis mostró que en la superconductividad no solo participan los electrones, sino también las vibraciones de los átomos de la red cristalina. Los electrones se agrupan en pares, y esos pares se mueven a través del metal sin colisiones, como un grupo de bailarines que se toman de las manos y sortean los obstáculos en sincronía. En la aleación con el patrón "marmóreo" se forman más pares de este tipo y se mantienen unidos con más fuerza.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2602.19371
The present investigation into the superconducting properties of eutectic high-entropy alloy (HEA) Hf-Nb-Sc-Ti-Zr systems reveals an enhanced superconducting critical temperature ($$T_\mathrm{c}$$) in body-centered cubic (bcc) phases compared to typical quinary bcc HEAs. In Hf$$_{10}$$Nb$$_{25}$$Sc$$_{25}$$Ti$$_{20}$$Zr$$_{20}$$, Hf$$_{5}$$Nb$$_{45}$$Sc$$_{20}$$Ti$$_{15}$$Zr$$_{15}$$, and Hf$$_{5}$$Nb$$_{45}$$Sc$$_{10}$$Ti$$_{5}$$Zr$$_{35}$$ systems, which span a broad range of valence electron concentration per atom, lattice strain and the presence of partial or absent eutectic phases are characteristic features at lower annealing temperatures. The eutectic regions expand rapidly following annealing at 600$$^{\circ}$$C in all systems. The $$T_\mathrm{c}$$ of each system increases markedly with rising annealing temperatures from 400$$^{\circ}$$C to 600$$^{\circ}$$C, reaching a maximum value of 9.93 K in the Hf$$_{5}$$Nb$$_{45}$$Sc$$_{10}$$Ti$$_{5}$$Zr$$_{35}$$ sample annealed at 800$$^{\circ}$$C. Nearly all samples can be classified as strong-coupling superconductors. The sample annealed at 500$$^{\circ}$$C in the Hf$$_{5}$$Nb$$_{45}$$Sc$$_{10}$$Ti$$_{5}$$Zr$$_{35}$$ system exhibits a critical current density ($$J_\mathrm{c}$$) exceeding the practical threshold of 10$$^{5}$$ A/cm$$^{2}$$ up to approximately 4 T at 4.2 K and 6 T at 2 K. The elevated $$J_\mathrm{c}$$ is attributed to significant lattice strain and phase instability. The underlying mechanism for the enhanced $$T_\mathrm{c}$$ in Hf-Nb-Sc-Ti-Zr systems is examined through specific heat data analysis, suggesting that the expansion of the eutectic regions induced by thermal annealing plays a pivotal role.
La temperatura récord de superconductividad de esta aleación es de 9,93 kelvin, es decir, unos -263,2 grados Celsius. Es más frío que la superficie de Plutón, donde hay unos -230 grados.