La superconductividad en el cuprato más simple por fin funciona exprés
Un sándwich donde, en lugar de pan, hay capas de óxido de cobre y entre ellas una fina capa de iones de estroncio. Eso es el cuprato de capas infinitas, la variante más simple de la cerámica superconductora, ideada hace casi 40 años. Tiene todo lo necesario para la superconductividad: redes cuadradas y planas de cobre y oxígeno, separadas por átomos espaciadores. Pero lograr que conduzca corriente sin resistencia añadiendo huecos libres (cargas positivas móviles) no se conseguía durante mucho tiempo, como si al sándwich le faltara alguna salsa.
Ahora esa salsa se ha encontrado. En una película cristalina delgada de Sr1-xRbxCuO2, parte del estroncio se sustituyó por rubidio y, encima de los cuadrados de cobre, se colocaron cuidadosamente átomos de oxígeno adicionales. Juntos crearon la cantidad necesaria de huecos; sin ellos, la superconductividad no se activa. Las mediciones de resistencia mostraron que a 100 kelvin, es decir, unos -173 grados Celsius, la película pierde resistencia. Esto es 27 grados más cálido que el nitrógeno líquido, que a menudo se usa para enfriar superconductores en demostraciones.
La película reacciona a un campo magnético exactamente como debe hacerlo un superconductor: el campo es expulsado de su interior y, al intensificarse, destruye el estado superconductor. Esta es la primera confirmación sólida de que la superconductividad por huecos es posible en el cuprato de capas infinitas. Ahora los físicos tienen un campo de pruebas limpio: en esta estructura simple se pueden verificar antiguas hipótesis, desde el metal extraño hasta la simetría entre electrones y huecos. E incluso se puede mirar hacia los niquelatos relacionados, donde también se ha encontrado superconductividad recientemente.
Resumen original
tal como lo escribieron los autores, en inglés arXiv:2605.29352
Since the discovery of superconductivity in (La,Ba)2CuO2 (Ref.~\cite{bednorz1986possible}), a broad family of structurally distinct cuprate superconductors has been proposed or engineered to elucidate the physics of high-temperature superconductivity~\cite{chu2015hole,plakida2010high}. Among them, the infinite-layer cuprate has the simplest structure, consisting only of the essential ingredients for superconductivity: CuO$$_2$$ square planes separated by spacer ions~\cite{siegrist1988parent}. Despite being proposed nearly 40 years ago, the hole-doped superconductivity via chemical substitution in this compound has not yet been achieved, a fundamental open question in the field. Here, we report the observation of superconductivity in the hole-doped infinite-layer cuprate thin film. Measurements of resistivity and magnetic-field response in Sr1-xRbxCuO2 single-crystal thin films show superconducting transitions with a high onset temperature of 100 K. Hole doping is achieved via the synergistic effect of rubidium substitution and apical oxygen incorporation, as evidenced by structural analysis and transport measurements. As the parent structure of the cuprate family~\cite{chu2015hole}, hole-doped infinite-layer cuprate provides a unique platform for revisiting key puzzles in cuprate superconductors~\cite{keimer2015quantum,tsuei2000pairing,armitage2010progress,dagotto1994correlated}, including strange metal~\cite{proust2019remarkable,taillefer2010scattering} and electron-hole symmetry~\cite{tohyama2004asymmetry,segawa2010zero,lee2014asymmetry}, while bridging to cuprate-nickelate symmetry~\cite{li2019superconductivity,zeng2022superconductivity,chow2025bulk,lechermann2020late}.
El rubidio, que ayudó a activar la superconductividad, es un metal blando que se derrite con el calor de la palma de la mano. En la película, está dentro de la red cristalina y se comporta de manera muy distinta: como un ladrillo inmóvil que ha cedido un electrón.
En la novela 'Falsa ceguera' de Peter Watts, los superconductores son necesarios para el funcionamiento de una nave alienígena, pero allí funcionan a temperatura ambiente, un sueño aún inalcanzable.