Huecos ocultos en el metal exprés
Un cable de cobre bajo corriente es una imagen familiar, pero en su interior ocurre algo inesperado. Una corriente eléctrica intensa no solo calienta el metal: expulsa átomos de sus lugares legítimos, dejando diminutos huecos, como si de un empaquetamiento denso de esferas se sacaran de repente algunas piezas. Estos huecos viven solo mientras fluye la corriente y desaparecen en cuestión de minutos al apagarla.
Los científicos lo midieron con un haz de positrones, las antipartículas del electrón, que son especialmente sensibles a los huecos en la red cristalina. Cuando un positrón entra en uno de estos huecos, vive más tiempo de lo normal, y por su tiempo de vida se puede inferir el tamaño y la cantidad de defectos. Resultó que con una corriente por encima de cierto umbral, en el cobre aparece una enorme cantidad de vacantes, nodos vacíos donde antes había átomos. Su número es un millón de veces mayor de lo que cabría esperar por el simple calentamiento a 352 grados Celsius.
Este comportamiento explica un antiguo enigma del llamado «estado flash» en los materiales: cuando se aplica un pulso corto y potente de corriente a través de una cerámica o un metal, el material cambia drásticamente sus propiedades, y esto no se podía explicar solo por el calentamiento. Ahora está claro que la corriente crea defectos que aceleran los procesos de sinterización y densificación. Comprender este mecanismo abre el camino a un control más preciso de las propiedades de los materiales, desde la electrónica hasta la fabricación de cerámica.
El positrón es la contraparte del electrón con carga positiva. Al encontrarse con un electrón, se aniquilan convirtiéndose en dos cuantos gamma que pueden ser detectados por un detector.
En la novela «Mundo Anillo» de Larry Niven se describen materiales ultrarresistentes creados mediante el control de defectos. Nuestros huecos controlados por corriente son un paso hacia esa ingeniería de precisión.