Tras la pista del superconductor

Una investigación dirigida por Ion Errea, profesor de la Universidad del País Vasco e investigador del Centro de Física de Materiales (CFM) y el Donostia International Physics Center (DIPC), ha dado con una importante pista para poder crear nuevos materiales capaces, entre otras maravillas, de conducir la electricidad sin pérdida de energía y en condiciones normales. El trabajo, codirigido por José A. Flores-Livas, de la Universidad de Roma La Sapienza, y en el que han intervenido investigadores de España, Italia, Alemania, Francia y Japón, ha sido publicado por la revista 'Nature', una de las biblias de la investigación científica.

Lo que Errea y su equipo han hallado ha sido la respuesta a una duda que surgió en 2019, cuando otro grupo de investigadores demostró experimentalmente que los compuestos de hidrógeno pueden ser superconductores a -23 grados. Esta temperatura, la habitual de los congeladores domésticos, es la más alta en la que se ha observado superconductividad, todo un récord.

Era una noticia excelente, pero el problema es que entraba en contradicción con los cálculos teóricos que dos años antes habían demostrado que podía crearse un compuesto superconductor formado por lantano e hidrógeno (LaH10) a -23 grados pero solo por encima de los 230 gigapascales, lo que es mucha presión. En 2019 se había podido sintetizar ese mismo compuesto en un laboratorio a la misma temperatura pero a presiones mucho menores, de entre 130 y 220 gigapascales, lo que no coincidía con lo registrado en 2017. Los cálculos decían una cosa y los hechos otra. Allí había algo que no cuadraba y que impedía saber por qué ese nuevo material era tan buen superconductor sin necesidad de un frío excesivo. Para saberlo era necesario saber dónde se colocaban sus átomos.

Lo que hicieron Ion Errea y sus colegas fue cambiar de punto de vista. En vez de tratar los átomos del nuevo material como partículas clásicas, lo hicieron como objetos cuánticos y ahí vieron que la teoría y la práctica comenzaban a encajar. Llegaron a la conclusión de que el LaH10 es tan buen superconductor gracias a lo que se denomina fluctuaciones cuánticas y se dieron cuenta de que los nuevos resultados obtenidos sugieren que «compuestos ricos en hidrógeno pueden ser superconductores a prácticamente temperatura ambiente a presiones mucho más bajas que las predichas anteriormente, acercando la posibilidad de obtener materiales con condiciones normales». En otras palabras, los investigadores habían abierto una puerta hacia el sueño de la superconductividad.

A partir de ahí es cuestión de imaginar. Los superconductores que existen en la actualidad tienen que ser enfriados para que funcionen, lo que impide su uso generalizado. Si pudieran funcionar en condiciones normales sería posible construir motores eléctricos mucho más potentes, incluso para aviones comerciales. Además, la electricidad podría transportarse sin pérdida de energía, la tecnología de los aerogeneradores daría un impulso y se abriría la posibilidad de generar sin enfriamiento grandes campos magnéticos, lo que tendría una gran repercusión en el avance de la tecnología médica.

«Nuestro resultado demuestra que hay esperanza», afirma Ion Errea. «No prometemos que vamos a descubrir el material sino que vamos a trabajar en ello», afirma. Ahora que se sabe por qué los compuestos ricos en hidrógeno son superconductores, llega el momento de hacer nuevos cálculos para buscar materiales, aunque quizá lleve su tiempo encontrarlos.