Estos Supraconductores están actuando de manera "extraña", y los científicos finalmente saben por qué.
Se han realizado nuevos avances en superconductividad que aportan nuevos conocimientos sobre los superconductores de cobre de alta temperatura crítica. La investigación en colaboración ha arrojado luz sobre el inusual comportamiento metálico de estos superconductores y ha identificado un punto crítico en el estado cuántico. El avance fue el resultado de profundos estudios con rayos X, que ofrecen posibilidades para futuras soluciones tecnológicas. Fuente: SciTechDaily.com
Un estudio reciente ha dado a conocer hallazgos críticos sobre los superconductores de alta temperatura crítica, señalando su distinguida fase de "metal extraño" y un punto crítico cuántico vital. Los resultados del estudio, obtenidos mediante esfuerzos conjuntos y experimentos exhaustivos, indican el futuro de las tecnologías superconductoras avanzadas.
Los hallazgos marcan un notable avance en la investigación de la superconductividad. La comprensión generada podría promover el desarrollo de tecnologías ecológicas y contribuir a un futuro respetuoso con el medio ambiente.
Una publicación en Nature Communications de investigadores del Politécnico de Milán, la Universidad Tecnológica de Chalmers y la Universidad Sapienza de Roma ofrece valiosos datos sobre los superconductores de cobre de alta temperatura crítica: se comportan como metales "extraños" incluso por encima de la temperatura crítica, lo que significa que su resistencia eléctrica cambia con la temperatura de forma distinta a la de los metales ordinarios.
El estudio sugiere la existencia de un punto crítico cuántico relacionado con la fase de "metal extraño".
La investigación presenta un punto crítico cuántico como un conjunto de condiciones específicas en las que una sustancia experimenta un cambio brusco en sus propiedades, debido únicamente a efectos cuánticos. "Al igual que el hielo se convierte en líquido a cero grados centígrados debido a los efectos de la temperatura a nivel microscópico, los cupratos se transforman en un metal 'extraño' debido a las fluctuaciones cuánticas de carga", señaló Riccardo Arpaia, investigador del Departamento de Microtecnología y Nanociencia de Chalmers y autor principal de la investigación.
Las conclusiones se basaron en experimentos de dispersión de rayos X realizados en el sincrotrón europeo ESRF y en el sincrotrón británico DLS. Estos experimentos revelaron la existencia de fluctuaciones en la densidad de carga que afectan a la resistencia eléctrica de los cupratos, convirtiéndolos en "extraños". El seguimiento sistemático de cómo cambia la energía de estas fluctuaciones ayudó a identificar la cantidad de la densidad de portadores de carga donde esta energía es mínima: el punto crítico cuántico.
Giacomo Ghiringhelli, profesor del Departamento de Física del Politécnico de Milán y coordinador de la investigación, declaró: "Este descubrimiento es la culminación de más de cinco años de trabajo. Empleamos una técnica, conocida como RIXS, desarrollada principalmente por nosotros en el Politécnico de Milán. Extensos análisis de datos y campañas de medición nos han permitido demostrar la existencia del punto crítico cuántico. Un conocimiento más profundo de los cupratos permitirá crear mejores materiales con temperaturas críticas más altas, convenientes para tecnologías futuras".
Sergio Caprara, junto con sus colegas investigadores del Departamento de Física de la Universidad Sapienza de Roma, propuso la teoría que atribuye a las fluctuaciones de carga un papel significativo en los cupratos. Declaró: "Este descubrimiento supone un avance esencial en la comprensión no sólo de las peculiares propiedades del estado metálico de los cupratos, sino también de los mecanismos aún enigmáticos de la superconductividad a alta temperatura."
La investigación titulada "Signature of quantum criticality in cuprates by charge density fluctuations" de Riccardo Arpaia et al se publicó en Nature Communications el 8 de noviembre de 2023.
