Los investigadores han estado tratando de determinar si un material llamado LK-99 es realmente un superconductor a temperatura y presión ambiente. Esto es lo que lo hace tan difícil.
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| Los superconductores pueden levitar gracias a sus impresionantes propiedades magnéticas. |
Las afirmaciones recientes de que un material llamado LK-99 conduce la electricidad perfectamente a temperatura y presión ambiente han dado lugar a una increíble ráfaga de actividad experimental. Hay varias formas de probar si algo es un superconductor, sin embargo, la ráfaga aún tiene que encontrar mucho consenso científico. También resulta difícil crear muestras puras de LK-99 en el laboratorio y determinar su calidad.
El material es un plomo-apatito modificado llamado LK-99, y tanto científicos profesionales como aficionados han estado intentando recrear el material, reproduciendo las pruebas y observando la teoría detrás de él. Los superconductores pueden transmitir electricidad sin resistencia, lo que los hace más eficientes energéticamente y tienen fantásticas propiedades magnéticas, que son invaluables en tecnología. Sin embargo, actualmente no son muy prácticos ya que requieren temperaturas muy bajas y presiones muy altas para funcionar.
Hasta ahora, el consenso científico general es de saludable escepticismo, con al menos dos laboratorios siguiendo los pasos para recrear LK-99, ambos sin éxito. LK-99 sería sin duda un superconductor inusual, y no solo porque podría usarse en todos los entornos de la Tierra. Pero los científicos de materiales y los físicos saben que hay mucho más por descubrir sobre la superconductividad, por lo que no lo descartan como imposible.
“Todos los superconductores conocidos tienen lo que llamamos pares de Cooper, que son estos pares de electrones, pero el pegamento que los mantiene unidos, las interacciones entre ellos, suelen ser muy débiles”, dijo la profesora Susie Speller, del Centro de Superconductividad Aplicada de Oxford. Le dijo a IFLScience. “Cuando alcanzamos temperaturas más altas, tenemos mucha más energía térmica disponible. Y esa energía tenderá a separar esos pares”.
El objetivo ha sido encontrar un material en el que los pares estén unidos tan fuertemente que la energía térmica no pueda separarlos. El equipo coreano cree que esto es lo que está viendo en LK-99. La comunidad internacional está esperando ver una verificación independiente de las afirmaciones presentadas en el documento original.
Lo que buscan son efectos claros de la transición. A presión ambiental, los materiales se vuelven superconductores cuando bajan de una temperatura crítica. Si bien han aparecido videos y artículos que sugieren algún respaldo teórico o algunas propiedades magnéticas potencialmente interesantes, todavía no hay una imagen completa que muestre si LK-99 es un superconductor o no. A los científicos les gustaría ver tres cosas medidas.
“Cuando medimos superconductores, la propiedad más obvia de un superconductor es la resistencia cero”, explicó el profesor Speller. “Lo que buscas es que el material tenga cierta resistencia. Lo enfrías, y de repente debería perder esa resistencia, y debería ser absolutamente cero cuando está en el estado superconductor. Debería ver un cambio muy claro en la resistencia a la temperatura donde comienza a ser superconductor”.
Otra propiedad por la que los superconductores son famosos es su peculiar efecto magnético. Expulsan campos magnéticos que les permiten levitar sobre un imán, lo que podría permitir trenes de levitación magnética generalizados, por ejemplo. Algunos de los videos de LK-99 muestran propiedades magnéticas intrigantes, consistentes con ser un diamagnet. Pero los superconductores son un diamagnet perfecto y eso aún no se ha demostrado para el material.
“Queremos verlo cambiar de ser no magnético, esencialmente, por encima de su transición superconductora a ser este material diamagnético debajo”, dijo el profesor Speller a IFLScience. "Tienes que tener un cambio de no magnético a diamagnético a la misma temperatura en la que ves que ocurre el cambio de resistencia".
La tercera propiedad es la capacidad calorífica, la cantidad de energía necesaria para cambiar la temperatura de un material en un Kelvin. Esta propiedad debe mostrar una transición dramática entre el material en su estado habitual y cuando se convierte también en un superconductor. Y la transición también debe tener lugar a esa temperatura particular donde tienen lugar los otros dos efectos. Y es por eso que la temperatura crítica es crítica en más de un sentido.
“También hay otras firmas de superconductores; hay muchas otras mediciones que se pueden hacer, pero estas tres son las que seguramente buscaríamos”, explicó el profesor Speller.
El escepticismo es bueno y saludable cuando se trata de la ciencia, pero el profesor Speller quería enfatizar cuán emocionados estarían todos de que esta afirmación sea cierta. Y si bien ese avance sería revolucionario, los superconductores son y tendrán un impacto en tantas tecnologías con materiales que ya pueden alcanzar fácilmente su estado superconductor solo unas pocas decenas de grados por debajo del punto de congelación del agua.
"Si bien estar a temperatura ambiente sería fantástico porque no se necesita refrigeración, en realidad, para alcanzar las temperaturas que necesitamos usar los materiales que ya tenemos es bastante barato y bastante fácil", dijo el profesor Speller, y señaló que el nitrógeno líquido es tan barato como la leche.
Speller estaba probando algunos de esos materiales durante nuestra entrevista, y agregó que en la próxima década se volverán comunes en muchas tecnologías, lo que marcará una gran diferencia en las tecnologías ecológicas.
Entonces, ¿LK-99 es un gran avance para la humanidad o no? Solo el tiempo, la replicación y la verificación lo dirán. Después de todo, las afirmaciones extraordinarias requieren pruebas extraordinarias.
