¿Puede la luz láser producir superconductividad?
Esta es una idea que de ser corroborada tiene importantísimas consecuencias prácticas. Recordemos que la superconductividad consiste en la transmisión de electricidad sin ninguna resistencia eléctrica ni pérdida de energía.
El pasado diez de julio la prestigiada revista “Nature” publicó un artículo en donde se sugiere que haces cortos e intensos de luz láser pueden producir superconductividad en algunos materiales (ver: S. Fava et al., “Magnetic field expulsion in optically driven YBa2Cu3O6”, Nature, Published online July 10, 2024).
Esta es una idea que de ser corroborada tiene importantísimas consecuencias prácticas. Recordemos que la superconductividad consiste en la transmisión de electricidad sin ninguna resistencia eléctrica ni pérdida de energía.
Este fenómeno fue descubierto por el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes en 1911 en Leiden. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación.
Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de la mecánica cuántica. La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio y en diversas aleaciones metálicas incluyendo a algunos semiconductores fuertemente dopados.
El comportamiento de los superconductores fue primeramente descrito por una teoría propuesta por el destacado físico teórico ruso Lev Landau ganador del premio Nobel. Muchos de estos primeros resultados fueron también corroborados por el físico experimental ruso Piotr Kapitza.
Sin embargo, vale señalar que en el siglo XIX se llevaron a cabo diversos experimentos para medir la resistencia eléctrica a bajas temperaturas, siendo James Dewar el pionero en este campo. En la Wikipedia podemos ver que como se ha mencionado, la superconductividad como tal se descubrió hasta 1911, cuando el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio desaparecía bruscamente al enfriarse a 4 K (-269 °C), cuando lo que se esperaba era que disminuyera gradualmente hasta el cero absoluto.
Gracias a sus descubrimientos, y principalmente por su método para lograr la producción de helio líquido, recibiría dos años más tarde el premio Nobel de física. Un avance importantísimo en la investigación en superconductividad se dio en 1987 cuando en Bednorz y Müller reportaron este fenómeno a alta temperatura y no a temperaturas criogénicas cercanas al cero absoluto.
Las aplicaciones de la superconductividad son muy variadas, por ejemplo, los imanes superconductores son algunos de los electroimanes más poderosos conocidos. También se utilizan en los trenes de levitación magnética (maglev), en máquinas para la resonancia magnética nuclear en hospitales, en el direccionamiento de haces de partículas en aceleradores de alta energía y en dispositivos para producir fusión nuclear utilizando confinamiento magnético de plasmas.
El producir superconductividad utilizando pulsos de láseres ultracortos de alta potencia abre las puertas de muchas otras aplicaciones.
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