martes, 1 de marzo de 2016

Pulsos láser mantienen superconductores trabajando a temperaturas más altas



Un equipo internacional de científicos dirigido por el Instituto Max Planck en Hamburgo, Alemania, ha encontrado un nuevo mecanismo que permite a los materiales superconductores mantener sus propiedades a temperaturas mucho más altas de lo que era posible anteriormente. El avance constituye un paso hacia adelante para conseguir otros adelantos como el uso más extendido de los trenes de levitación magnética y la electrónica de alta eficiencia energética.

Cuando los electrones fluyen a través de un material conductor, su carga negativa les obliga a repelerse entre sí y rebotar contra los átomos circundantes. Los electrones pierden una buena parte de su energía de esta manera, la cual se disipa en forma de calor en un efecto no deseado que calienta nuestras computadoras portátiles y disminuye la vida de la batería de los smartphones.Pero cuando se enfrían a unos pocos grados por encima del cero absoluto, los electrones en materiales comunes como el aluminio, estaño, mercurio y plomo se emparejan de tal forma que conducen la electricidad sin disipación energética de ningún tipo. Desde el descubrimiento de este efecto peculiar, llamado superconductividad, los científicos han estado tratando de crear materiales artificiales que puedan comportarse como un superconductor a temperaturas cada vez más altas para allanar el camino para su uso generalizado.

En un desarrollo prometedor, el Dr. Stephen Clark y sus colegas investigadores  pueden haber encontrado una manera de hacer que los superconductores existentes funcionen a temperaturas más altas, con posibles aplicaciones que van desde las imágenes de resonancia magnética a los trenes de levitación magnética e incluso los reactores de fusión.

Para su experimento, los científicos tomaron buckyballs de carbono y potasio, que sabían que se comportan como superconductores a temperaturas por debajo de 20 K (-253 ° C, -424 ° F), y los sometieron a pulsos ópticos de láser infrarrojo medio. Como resultado, encontraron que el material todavía se comportaba como superconductor a una temperatura significativamente más alta de 100 K (-173 °C, -280 °F).

La frecuencia de luz elegida para el láser hizo que los buckyballs vibraran. Sin embargo, cuando las moléculas se hicieron vibrar mientras la temperatura se mantenía por debajo de 20 K, el material ya no se comportaba como un superconductor. Según Clark, esto sugiere que los investigadores encontraron un estado completamente nuevo para los superconductores que se adapta mejor a temperaturas más altas, en lugar de simplemente mejorar el estado superconductor existente ya conocido.

Mientras que una familia de materiales cerámicos a base de cobre, conocidos como cupratos son, quizás, los candidatos más prometedores para un superconductor a temperatura ambiente, su física no es todavía completamente entendida. La realización del estudio sobre los buckyballs mucho más simples, ayudará a los científicos a tener una mejor comprensión de este fenómeno antes de que puedan aplicar la técnica en materiales a más prometedores.

"Si bien esto es una pequeña pieza de un gran rompecabezas, nuestros resultados proporcionan una nueva vía para la ingeniería y el control de la superconductividad, que podría ayudar a estimular los avances futuros," de acuerdo a Clark.


El siguiente paso para los investigadores será  tratar de encontrar los superconductores que se pueden utilizar para conseguir superconductividad a  temperaturas aún más altas, tal vez incluso a temperatura ambiente.






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