La superconductividad a temperatura ambiente está un paso más cerca exprés
La superconductividad es la capacidad de un material para conducir electricidad sin pérdidas. Los cables normales se calientan y parte de la energía se convierte en calor, mientras que un superconductor deja pasar la corriente sin resistencia. Pero hasta ahora, ese estado solo se había logrado a temperaturas muy bajas o bajo presiones enormes, lo que dificulta su uso cotidiano.
Los físicos de la Universidad de Houston, liderados por Paul Chu, han ideado cómo "templar" el estado superconductor creado bajo presión para que se mantenga en condiciones ordinarias. Tomaron una cerámica de mercurio, bario, calcio, cobre y oxígeno (HgBa₂Ca₂Cu₃O₈₊δ), un material que ya era récord en temperatura de transición. Primero comprimieron la muestra para potenciar la superconductividad y luego retiraron la presión lentamente siguiendo un protocolo especial. Resultó que, tras este tratamiento, el material permanece superconductor a 151 K (−122 °C), un nuevo récord para presión ordinaria.
Para asegurarse de que el efecto no fuera casual, los científicos examinaron la estructura del material con radiación de sincrotrón y calcularon cómo vibran los átomos en la red. Los cálculos confirmaron que, tras retirar la presión, la red cristalina conserva una disposición atómica favorable que estabiliza el estado superconductor. Este enfoque, el "protocolo de templado por presión", podría funcionar también en otros materiales donde la superconductividad solo aparece bajo presión.
Si se consigue elevar aún más la temperatura, la humanidad tendrá cables sin pérdidas, potentes imanes para trenes de levitación magnética y aceleradores de partículas compactos. Y lo más importante: los superconductores ayudarían a contener el plasma en reactores de fusión, acercando una fuente de energía inagotable.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2603.12437
Superconductivity has been a vigorously researched topic since its discovery in 1911. Raising the superconducting transition temperature (Tc) has been the main driving force behind such long-sustained efforts due to its potential for impacting humanity and the fundamental knowledge gained from understanding this macroscopic coherent quantum state at high temperatures. The successful development of high-Tc superconductivity will make possible extraordinarily efficient generation, delivery, and utilization of energy, and could also enable the development of controlled fusion while impacting other burgeoning fields like quantum computation and quantum electronics. However, progress has been hindered by a longstanding plateau in the record ambient-pressure Tc, unchanged since 1993. Subsequent significant advancements in Tc have been achieved only under high pressures, preventing the realization of superconductivity's full potential. To directly address this challenge, we developed a pressure-quench protocol (PQP) to stabilize pressure-induced/-enhanced superconducting states at ambient pressure. Here we achieve a record ambient-pressure Tc of 151 K in the cuprate HgBa2Ca2Cu3O8+{\delta} via PQP. The experimental results are further supported by synchrotron X-ray diffraction measurements and phonon and electronic structure calculations. This breakthrough opens new avenues for stabilizing and exploring ambient-pressure high-Tc superconducting states and other quantum states that have been previously only accessible under pressure, paving the way for deeper understanding and practical applications of high-Tc superconductivity and beyond.
La temperatura récord de 151 K es −122 °C, aproximadamente la temperatura en la superficie de la luna Europa de Júpiter en las zonas de sombra.
En la novela de Arthur C. Clarke "El fin de la infancia", los extraterrestres usan superconductores para la levitación y la transmisión instantánea de energía: nuestra realidad está alcanzando lentamente a la ciencia ficción.