Formación de un nuevo estado de la materia con electrones

El principio fundamental de la superconductividad es que los electrones forman pares. Pero, ¿pueden también agruparse en cuartetos?

Descubrimientos recientes sugirieron que sí pueden, y el equipo internacional de Egor Babaev, del Real Instituto de Tecnología en Suecia, ha conseguido ahora la primera evidencia experimental de este efecto de agrupación en cuartetos y determinar el mecanismo por el que se produce este estado de la materia.

El emparejamiento de electrones permite el estado cuántico de la superconductividad, un estado de conductividad con resistencia cero que permite hacer circular mucha electricidad sin las pérdidas que aquejan a las líneas eléctricas convencionales. La superconductividad se produce en un material como resultado de que dos electrones se unen en vez de repelerse como lo harían en el vacío. El fenómeno fue descrito por primera vez en una teoría por Leon Cooper, John Bardeen y John Schrieffer, cuyo trabajo fue galardonado con un Premio Nobel en 1972.

Babaev y sus colaboradores han obtenido evidencias de la formación de cuartetos de electrones en una serie de mediciones experimentales en el material denominado Ba1-xKxFe2As2, basado en el hierro. Los resultados se han logrado casi 20 años después de que Babaev predijera por primera vez este tipo de fenómeno, y ocho años después de que publicara un artículo en el que predecía que podía producirse en este material.

El material superconductor Ba1−xKxFe2As2, en preparación para un experimento. (Foto: Vadim Grinenko, Federico Caglieris. CC BY-NC-SA)

"Probablemente se necesitarán muchos años de investigación para comprender plenamente este estado", afirma Babaev. "Los experimentos abren una serie de nuevos interrogantes y revelan otras propiedades inusuales relacionadas con su reacción a los gradientes térmicos, los campos magnéticos y los ultrasonidos que aún deben conocerse mejor".

El estudio en el que se ha hecho el hallazgo se titula “State with spontaneously broken time-reversal symmetry above the superconducting phase transition”. Y se ha publicado en la revista académica Nature Physics. (Fuente: NCYT de Amazings)