Encuentran superconductividad a temperatura ambiente. Lo que sucede a continuación te sorprenderá.

La superconductividad a temperatura ambiente es el santo grial de la física de materiales. Quién descubra un material con la capacidad de conducir corriente eléctrica sin resistencia a temperaturas cercanas a los 20 ºC ganará indiscutiblemente el premio Nobel de física y además dispondrá de una patente valorada en miles de millones de euros.

Disponer de un superconductor a temperatura ambiente supondría (potencialmente) poder remplazar todos los circuitos eléctricos por un material infinitamente más eficiente a la hora de transportar electricidad entre dos puntos. Además, se utilizarían menos recursos para la generación de electricidad, ya que a día de hoy se produce más electricidad de la que necesitamos tan solo para compensar las pérdidas en su transporte. Esto evitaría la emisión de miles de toneladas de CO2 a la atmósfera. Como veis, los que trabajamos con materiales superconductores pensamos en el bien del planeta. Existen razones de sobra para encontrar un superconductor a temperatura ambiente. Sin embargo, la tarea está lejos de ser sencilla.

La superconductividad consiste en el fenómeno físico por el cual ciertos materiales pueden conducir electricidad sin ninguna resistencia eléctrica cuando son enfriados por debajo de cierta temperatura crítica determinada. Además, los materiales superconductores tiene la propiedad de repeler los campos magnéticos, lo que hace que se puedan construir prototipos de trenes que leviten.

Superconductor-levitation
Superconductor levitando sobre un imán. By Pongkaew

El primer superconductor que se descubrió fue el Mercurio, descubierto por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes. Fue necesario enfriar mercurio hasta una temperatura de -269ºC para que su resistencia eléctrica desapareciese. A día de hoy se conocen más de 70 tipos diferentes de superconductores, cada uno de ellos con una temperatura crítica diferente. El record hasta la fecha lo tiene el ácido sulfhídrico con una temperatura crítica de -73ºC. Sin embargo, hay que someterlo a una presión de 1.5 millones de atmósferas. Poco práctico.

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Temperatura crítica de diversos materiales superconductores en función de su año de descubrimiento. El eje de lado derecho indica la temperatura de varios líquidos usados en refrigeración.

El pasado mes de Junio apareció un artículo en el que los investigadores Dev Kumar Thapa y Anshu Pandey pertenecientes al Indian Institute of Science, Bangalore, afirmaban haber encontrado un superconductor una temperatura crítica de -37ºC. Toda una revolución. El material en el que habían observado al superconductividad consiste en una matriz de oro en la que han introducido nanopartículas de plata con 1 nm de diámetro. El resultado, una película de nanopartículas de oro en las que se encuentran incrustadas nanopartículas de plata.

shape
Imágenes de las nanopartículas de plata dentro de la matriz de oro.

En el artículo, los investigadores muestran la resistencia eléctrica de este material en función de la temperatura. En la gráfica se ve claramente como la resistencia pasa a 0 por debajo de los 236 K (-37ºC). Además someten la muestra a diferentes campos magnéticos para ver cómo cambia la temperatura crítica.

Resistance
Resistencia eléctrica de la muestra en función de la temperatura inmersa en campos magnéticos de 0, 0.1, 1 y 3 T, respectivamente.

Los autores también incluyen medidas sobre la magnetización, otra medida típica que se suele llevar a cabo cuando se caracterizan superconductores. La susceptibilidad indica el grado de sensibilidad de los materiales a los campos magnéticos. Como hemos explicado antes, los superconductores repelen los campos magnéticos, por lo que por debajo de la temperatura crítica la susceptibilidad tiene que ser negativa. Como vemos en la gráfica, los autores encuentran una magnetización negativa por debajo de los 235 K.

Magnetization
Susceptibilidad en función de la temperatura cuando la muestra está inmersa en diferentes campos magnéticos.

Anunciar en un artículo científico que has encontrado superconductividad a temperatura ambiente es una afirmación bastante contundente. Además haber encontrado superconductividad en un sistema de materiales en los que sus componentes individuales no lo son es más impactante aun. Sin embargo, las pruebas que los investigadores han presentado parecen sólidas. Para confirmar este hallazgo solo hace falta que otro laboratorios replique los resultados. Dev Kumar Thapa y Anshu Pandey tiene el premio Nobel a la vuelta de la esquina. O eso piensan…

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Tras la aparición del artículo, el físico Brian Skinner se dio cuenta de un pequeño detalle. Si ampliamos las medidas de la magnetización vemos que hay algo extraño. Fijaos bien en los puntos azules y verdes, ¿veis algo que raro?

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Curva de susceptibilidad ampliada

La serie de puntos verdes y azules es idéntica, la única diferencia es que están desplazadas entre si. ¿Cuáles son las posibilidades de que dos medidas independientes formen el mismo patrón de ruido? Todo apunta a fraude científico. Sin embargo, como científicos debemos ser cautos, quizás exista un mecanismo que explique por qué esas dos señales son tan parecidas. Para más detalles podéis consultar el artículo de réplica que Brian Skinner publicó.

El culebrón

A partir de este momento dejamos de un lado la física y pasamos a lo que viene siendo una historia digna de una telenovela latinoamericana.

Tras el artículo de réplica, los autores se pusieron en contacto por email con Brian Skinner y le dijeron que no retiraban el artículo original y que en los próximos días se iban a centrar en validar sus datos. Como es natural, el mundo de la física experimental se hizo eco de este caso, y algunos expertos en superconductividad, como el profesor Pratap Raychaudhuri (PR) del Tata Institute en Mumbai, han intentado buscar una explicación a los datos. Al final de su publicación en Facebook, el profesor PR animaba a los autores del artículo a ser honestos y tener una discusión abierta sobre los datos. Tras esto, PR recibió un email del profesor  Tiruppattur Venkatachalamurti Ramakrishnan (TVR), uno de los físicos más importantes de la India. En este email el profesor TVR pedía al profesor PR que no criticase la publicación sobre los superconductores a temperatura ambiente y que fuese más paciente. Además en ese email se incluía un una conversación que TVR y los autores del artículos habían tenido.

Esta respuesta indignó a PR, quién volvió a enviar otro email a TVR siendo más contundente. Esta vez PR también incluyó en el email la dirección personal de TVR. Al poco rato PR recibió una llamada de TVR.

Preparaos que vienen curvas.

Resulta que TVR no había escrito ninguno de los anteriores emails. Un impostor se había hecho pasar por él. Incluso la conversación que aparecía entre TVR y los autores del artículo era inventada. Alguien se había tomado la molestia de hacerse pasar por uno de los profesores más conocidos de física en la India para evitar comentarios críticos sobre el artículo de superconductividad a temperatura ambiente. Aquí podéis encontrar más información sobre el incidente.

Dejando a un lado el salseo y la intriga de toda esta historia, la reputación de Dev Kumar Thapa y Anshu Pandey está en juego. Sus investigaciones han llevado a un descubrimiento excepcional, por lo tanto tienen que presentar pruebas que no ofrezcan la más mínima duda de sus hallazgos. Cuanto más esquiven las críticas de la comunidad menos credibilidad se les dará.

Seguiremos este asunto de cerca para ver cómo acaba.

Toda esta historia aparece en este hilo de tuiter. Si sabes inglés te recomiendo que le eches un vistazo.

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Un comentario Agrega el tuyo

  1. Ufff, ojalá se haga realidad…

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