Un diminuto sándwich de óxidos, cultivado capa a capa, se vuelve perfectamente conductor a unos 200 grados bajo cero. No es un truco, sino un nuevo capítulo en la búsqueda de superconductores de alta temperatura. El material con fórmula La₂PrNi₂O₇ sobre un sustrato de aluminato de neodimio es un representante de los niquelatos de Ruddlesden-Popper, parientes estructurales de los famosos cupratos, donde la superconductividad se descubrió hace casi cuarenta años.
El gran misterio siempre se escondía en el 'pseudohueco', un estado enigmático donde los electrones ya presienten el futuro emparejamiento pero aún no fluyen sin resistencia. Es como una niebla sobre el río: se ve que hay agua, pero no se distingue ni la profundidad ni la corriente. En el nuevo 'sándwich' heteroestructurado de niquelato no había tal niebla. La espectroscopía de fotoemisión resuelta en ángulo, un método que arranca electrones con luz y registra su energía y dirección, mostró una imagen clara: al enfriar por debajo de la temperatura crítica aparece la brecha superconductora (un hueco de energía que impide que los electrones se dispersen), y en sus bordes crecen picos agudos, señal del nacimiento de pares de electrones.
La estructura electrónica resultó ser de varias bandas: la superficie de Fermi (la frontera que separa los estados electrónicos ocupados de los libres) consta de tres tipos de bolsillos: alfa, beta y gamma. Curiosamente, el bolsillo gamma estaba presente en todas las películas, tanto si se volvían superconductoras como si no. Así que el secreto no está solo en él, sino en la sutil interacción de los tres 'bolsillos' y, posiblemente, en cómo la red cristalina se tensa debido al desajuste de parámetros con el sustrato.
Así, el sándwich laminar de níquel y oxígeno contó más de lo que se esperaba. Mostró que la superconductividad de alta temperatura puede existir sin la 'niebla' del pseudohueco y dio a los investigadores una señal termodinámica limpia. Ahora, variando la composición y la tensión de las películas, se pueden buscar deliberadamente condiciones en las que los pares de electrones corran sin resistencia a temperaturas aún más altas.
El salto en la capacidad calorífica en la transición superconductora es como si, al congelarse el agua en hielo, su capacidad de absorber calor cambiara bruscamente en lugar de gradualmente, señalando un nuevo orden. En los niquelatos, este salto se ha visto por primera vez directamente, sin interferencias.
En la novela 'Blindsight' de Peter Watts, las formas de vida alienígenas utilizan superconductividad a temperatura ambiente para el funcionamiento de su conciencia; la investigación de los niquelatos sin pseudohueco nos acerca a comprender cómo está hecha esta exótica materia cuántica.