Los científicos creen que los llamados superconductores tripletes podrían abrir la puerta a la tecnología más eficiente energéticamente jamás desarrollada.
“Un superconductor triplete ocupa un lugar destacado en la lista de deseos de muchos físicos que trabajan en el campo de la física del estado sólido”, afirma el profesor Jacob Linder.
Linder es físico en el Departamento de Física de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología (NTNU), donde trabaja en QuSpin, un centro de investigación que reúne a algunos de los principales investigadores de la universidad.
“Los materiales superconductores tripletes son una especie de ‘santo grial’ en la tecnología cuántica y, más concretamente, en la computación cuántica”, explicó Linder.
Investigadores de todo el mundo están ansiosos por confirmar la existencia de dichos materiales. Ahora Linder y su equipo creen que están cada vez más cerca.
“Creemos que hemos observado un superconductor triplete”, dijo el profesor Linder.
Si se verifica, el hallazgo representaría un gran paso adelante para la ciencia cuántica.
Estabilizando la tecnología cuántica con espín
La investigación de Linder se centra en materiales cuánticos y su uso potencial en espintrónica y dispositivos cuánticos avanzados. La espintrónica se basa en el espín, una propiedad fundamental de los electrones, para transportar y procesar información de una manera diferente a la electrónica convencional actual.
El espín puede desempeñar un papel importante en la tecnología cuántica, especialmente cuando se combina con superconductores. Pero el mayor obstáculo es la inestabilidad.
“Uno de los grandes desafíos actuales de la tecnología cuántica es encontrar una manera de realizar operaciones informáticas con suficiente precisión”, explicó Linder.
Los superconductores tripletes pueden ayudar a resolver ese problema.
Linder trabajó con colaboradores experimentales en Italia y fue coautor de un estudio publicado en carta de revisión física. El artículo fue seleccionado como una de las recomendaciones del editor de la revista.
“Los superconductores tripletes hacen posibles muchos fenómenos físicos inusuales. Estos fenómenos tienen importantes aplicaciones en la tecnología cuántica y la espintrónica”, afirma Linder.
Superconductores convencionales versus tripletes
Los superconductores tradicionales permiten que la electricidad fluya sin una resistencia mensurable. En términos prácticos, esto significa que la corriente eléctrica puede fluir sin perder energía en forma de calor. Aunque son extremadamente útiles, los superconductores convencionales tienen limitaciones.
Los superconductores convencionales se conocen como “superconductores simples”. En pocas palabras, esto significa que las partículas superconductoras no transportan espín.
Los superconductores tripletes se diferencian porque sus partículas superconductoras transportan espín.
Entonces, ¿por qué importa eso?
“El espín de los superconductores tripletes tiene una consecuencia importante. Ahora podemos transportar no sólo corriente eléctrica, sino también corriente de espín con una resistencia absolutamente nula”, explicó Linder.
Esta capacidad puede hacer posible transmitir información mediante giros sin ninguna pérdida de energía. En cambio, las computadoras extremadamente rápidas pueden funcionar casi sin electricidad.
Las aleaciones NbRe muestran signos prometedores
“En nuestro artículo publicado demostramos que el material NbRe presenta propiedades compatibles con la superconductividad triplete”, afirma Linder.
NbRe es una aleación de niobio-renio y ambos elementos son metales raros.
“Todavía es demasiado pronto para concluir de una vez por todas si el material es un superconductor triplete. Entre otras cosas, el hallazgo debe ser verificado por otros grupos experimentales. También se necesitan más pruebas de superconductividad triplete”, explicó Linder.
Aún así, los resultados son alentadores.
“Nuestra investigación experimental muestra que el material se comporta de manera completamente diferente de lo que esperaríamos de un superconductor singlete convencional”, añade Linder.
Superconductividad a 7 Kelvin
“Otra ventaja de este material es que es superconductor a temperaturas relativamente altas”, afirma Linder, aunque calcular temperaturas altas en este caso puede parecer sorprendente.
Aquí, “alta temperatura” se refiere a 7 Kelvin (K), justo por encima del cero absoluto a -273,15 grados Celsius. En el mundo de la superconductividad, eso es relativamente cálido. Otros posibles superconductores tripletes requieren temperaturas cercanas a 1K, lo que hace que 7K sea mucho más práctico y alcanzable.
En conjunto, los resultados de NTNU sugieren que el superconductor triplete tan buscado finalmente puede estar a nuestro alcance.
