Superconductividad provocada por magnetismo

Tradicionalmente, se ha venido considerando que el magnetismo y la superconductividad son incompatibles, ya que los campos magnéticos tienden a impedir la superconductividad al eliminar su propiedad de resistencia eléctrica cero.

Sin embargo, en algunos materiales poco comunes, la acción de campos magnéticos extremadamente fuertes puede restaurar la superconductividad después de haber sido suprimida; un fenómeno conocido como superconductividad reentrante.

Unos científicos han logrado un importante avance en materiales superconductores. El equipo ha descubierto que en cierta clase de superconductores puede generarse superconductividad reentrante por la acción de campos magnéticos.

El logro es obra de un equipo integrado, entre otros, por Denver Li Danfeng y Mingwei Yang, de la Universidad de la Ciudad de Hong Kong en China.

Al controlar con precisión la incorporación de europio (un elemento químico del grupo de las tierras raras) en una clase de materiales conocidos como niquelatos de capa infinita, el equipo observó que la superconductividad se suprime inicialmente al aumentar el campo magnético, pero luego reaparece con campos magnéticos más altos, lo que da lugar a una transición inusual, con la secuencia “superconductividad  - estado normal - superconductividad”.

Denver Li Danfeng (en la fotografía) y sus colegas han descubierto superconductividad reentrante inducida por campo magnético en niquelatos de capa infinita. (Foto: City University of Hong Kong)

A diferencia de los superconductores con superconductividad reentrante conocidos hasta ahora, el ahora investigado demuestra una notable robustez. La superconductividad reentrante tradicional es muy sensible a la orientación del campo magnético y suele producirse únicamente dentro de un rango angular muy estrecho (de entre 2 y 10 grados). En cambio, el equipo descubrió que el estado de superconductividad reentrante en el material investigado permanece estable en un amplio rango angular (de 0 a 90 grados). El estudio también ha revelado que este estado superconductor en presencia de un campo magnético más fuerte es altamente estable. Aparece con campos magnéticos de más de 15 teslas (aproximadamente 300 000 veces más fuertes que el campo magnético terrestre) y persiste incluso con valores mucho más elevados.

Estos hallazgos sugieren que el mecanismo clásico de “compensación de campo” es insuficiente por sí solo para explicar la física subyacente. Todo apunta a que, bajo ciertas condiciones, las interacciones magnéticas pueden dejar de ser un factor restrictivo y pasar a desempeñar un papel crucial al facilitar el emparejamiento de electrones y al estabilizar el estado superconductor.

El estudio se titula “CityUHK physicist leads study revealing that magnetic fields can ‘revive’ superconductivity in nickelates”. Y se ha publicado en la revista académica Nature. (Fuente: NCYT de Amazings)