Los superconductores son materiales que permiten que la electricidad fluya sin resistencia, normalmente sólo a temperaturas extremadamente bajas. Aunque la mayoría sigue reglas físicas bien entendidas, el rutenato de estroncio, sr2roo4Su comportamiento superconductor ha sido difícil de explicar desde que se detectó por primera vez en 1994. Es uno de los superconductores no convencionales estudiados con mayor precisión, pero los investigadores aún no están de acuerdo sobre cómo se emparejan sus electrones y qué simetría gobierna ese proceso.
Una forma en que los científicos investigan los superconductores es observar cómo su temperatura de transición superconductora, conocida como Tc, responde a la tensión. Los diferentes estados superconductores reaccionan de distintas maneras cuando un cristal se estira, se comprime o se tuerce. Estudios anteriores, en particular los que utilizan ultrasonido, han sugerido que el Sr2RuO₄ puede albergar un estado superconductor de dos componentes. Esta forma más compleja puede producir efectos inusuales, como campos magnéticos internos o múltiples regiones superconductoras existentes a la vez. Sin embargo, se espera que tal estado muestre una fuerte respuesta a la deformación por corte.
Las pruebas de deformación por corte de precisión revelan sorpresas
Para explorar esto más a fondo, un equipo de investigación de la Universidad de Kyoto diseñó un experimento centrado en aplicar tensión controlada al Sr.2roo4. Desarrollaron un método para introducir tres tipos diferentes de deformación por cizallamiento en cristales extremadamente delgados del material. La tensión de corte hace que partes de un cristal se muevan hacia los lados, similar a deslizar una baraja de cartas desde arriba con respecto a abajo. Utilizando imágenes ópticas de alta resolución, midieron la tensión con precisión a una temperatura de 30 grados K (-243 grados Celsius).
Los resultados fueron inesperados. La temperatura de transición superconductora apenas ha cambiado. Cualquier cambio en tdo Cada porcentaje de tensión era inferior a 10 mikelvin, lo que en realidad es demasiado pequeño para detectarlo con confianza.
Los hallazgos desafían la teoría principal
Estas observaciones indican que la deformación por corte casi no tiene efecto sobre Sr2roo4 se vuelve superconductor. Este resultado descarta varias teorías existentes y impone fuertes límites a los tipos de estados superconductores que siguen siendo viables. En lugar de apoyar un estado de dos componentes, los resultados apuntan a un estado superconductor de un componente o quizás a un estado menos convencional que aún no se ha explorado por completo.
“Nuestro estudio representa un paso importante hacia la resolución de uno de los misterios más antiguos de la física de la materia condensada”, dijo el primer autor Giordano Mattoni del Centro de Investigación de la Universidad Toyota Riken-Kyoto.
Surge un nuevo rompecabezas
Si bien los resultados reducen las posibilidades, también introducen un nuevo desafío. Las pruebas de ultrasonido anteriores mostraron claramente una fuerte respuesta a la deformación por corte, mientras que estas mediciones de deformación directa muestran casi ninguna. Explicar esta discrepancia es ahora una importante pregunta abierta para los investigadores.
Influencia generalizada más allá del Sr.2roo4
El método de control de deformación desarrollado en este trabajo puede resultar útil para estudiar otros superconductores que pueden tener un comportamiento multicomponente, incluidos materiales como el UPt₃. Esto puede ayudar a los científicos a comprender mejor los sistemas con transiciones de fase complejas.
