Revolucionando la búsqueda de superconductores a alta temperatura
Un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Pennsylvania ha desarrollado un método innovador para identificar materiales superconductores, aquellos que permiten que la electricidad fluya sin resistencia y, por ende, sin pérdida de energía. Esta innovación representa un avance crucial que podría acercarnos a descubrir superconductores que funcionen a temperaturas más altas, superando las limitaciones actuales.
Desafíos actuales de la superconductividad
Actualmente, los superconductores conocidos requieren temperaturas extremadamente bajas para operar, lo que restringe su aplicación en tecnologías de energía avanzada y dispositivos electrónicos modernos. La teoría convencional, conocida como Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS), explica la superconductividad exclusiva en estos bajos rangos térmicos, basada en la formación de pares de electrones llamados Cooper.
Integración de teoría y modelado computacional
El grupo dirigido por el profesor Zi-Kui Liu ha logrado conectar la teoría BCS con la teoría de la zentropía utilizando el método de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Este enfoque combina mecánica estadística, física cuántica y modelado computacional para predecir cómo cambian las estructuras electrónicas con la temperatura y determinar el punto de transición donde un material pierde o gana su superconductividad.
Predicciones sorprendentes y futuras aplicaciones
- El nuevo método ha permitido predecir superconductividad incluso en materiales tradicionalmente no considerados superconductores, como el cobre, la plata y el oro.
- Se ha identificado una estructura atómica única en superconductores de alta temperatura que protege el flujo electrónico, similar a un puente pontón en aguas turbulentas.
- El equipo está trabajando para usar esta teoría para predecir la temperatura crítica de transición bajo distintas condiciones de presión y también explora una base de datos con cinco millones de materiales en búsqueda de nuevos superconductores.
Este avance tiene el potencial de revolucionar la transferencia y uso de energía, posibilitando fuentes de energía más eficientes y duraderas, además de impulsar innovaciones tecnológicas que antes eran limitadas por las bajas temperaturas necesarias para la superconductividad.
Para profundizar más sobre el tema y otros avances en física, puede visitar Phys.org sección de superconductividad.
Referencia: Liu, Z-K., et al. «Revealing symmetry-broken superconducting configurations by density functional theory.» Superconductor Science and Technology, 2025. DOI: 10.1088/1361-6668/adedbc
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