Descubren un material superconductor que podría hacer que los trenes levitantes sean una realidad

Investigadores de la Universidad de Rochester han creado un material superconductor a una temperatura y una presión lo suficientemente bajas para usarlo en aplicaciones prácticas.

"Con este material, ha llegado el amanecer de la superconductividad ambiental y las tecnologías aplicadas", ha indicado el equipo encargado de esta investigación, dirigida por Ranga Dias, profesor adjunto de Ingeniería Mecánica y Física.

En un artículo publicado en Nature, los investigadores describen un hidruro de lutecio dopado con nitrógeno (NDLH) que presenta superconductividad a 20,5 grados Celsius y 10 kilobares (145.000 libras por pulgada cuadrada, o psi) de presión.

Aunque 145.000 psi pueda parecer una presión extraordinariamente alta (la presión a nivel del mar es de unas 15 psi), las técnicas de ingeniería de deformación utilizadas habitualmente en la fabricación de chips, por ejemplo, incorporan materiales que se mantienen unidos por presiones químicas internas incluso superiores.

Los científicos llevan más de un siglo persiguiendo este avance de la física de la materia condensada. Los materiales superconductores tienen dos propiedades clave: la resistencia eléctrica desaparece y los campos magnéticos expulsados pasan alrededor del material superconductor.

Todo lo que se podría conseguir con este tipo de material

Los investigadores aseguran que, en caso de poder hacerlo realidad, este descubrimiento se convertiría en "un logro histórico" que haría posible cosas como las siguientes:

• Redes eléctricas que transmitan electricidad sin la pérdida de hasta 200 millones de megavatios hora (MWh) de energía que ahora se produce debido a la resistencia de los cables.
• Trenes de alta velocidad levitantes y sin fricción.
• Técnicas médicas de imagen y exploración más asequibles, como la resonancia magnética y la magnetocardiografía.
• Electrónica más rápida y eficiente para la lógica digital y la tecnología de dispositivos de memoria.
• Máquinas tokamak que utilizan campos magnéticos para confinar plasmas y lograr la fusión como fuente de energía ilimitada.

Una investigación que genera escepticismo

Lo cierto es que este descubrimiento ha generado cierto escepticismo debido a que proviene de un equipo de investigadores que en 2020 ya publicaron en Nature que había descubierto un material superconductor prometedor. Una afirmación que cuestionaron algunos científicos y que provocó que la revista tuviese que retractarse.

En concreto, en ese momento hablaron de la creación de dos materiales: hidruro de azufre carbonoso y superhidruro de itrio, que son superconductores a 58 grados Fahrenheit/39 millones de psi y 12 grados Fahrenheit/26 millones de psi respectivamente.

Ahora, dada la importancia del nuevo descubrimiento, Dias y su equipo se han esforzado al máximo para documentar su investigación y evitar las críticas surgidas a raíz del anterior artículo.

Según Dias, el artículo anterior se ha vuelto a enviar a Nature con nuevos datos que validan dicho trabajo. Los nuevos datos se recogieron fuera del laboratorio, en los Laboratorios Nacionales de Argonne y Brookhaven, ante un público de científicos que presenciaron en directo la transición superconductora. Con el nuevo trabajo se ha adoptado un enfoque similar.

"La vía hacia la electrónica de consumo superconductora, las líneas de transferencia de energía, el transporte y las mejoras significativas del confinamiento magnético para la fusión son ya una realidad", ha afirmado Dias en un comunicado. "Creemos que estamos ya en la era superconductora moderna".

Por ejemplo, Dias predice que el hidruro de lutecio dopado con nitrógeno acelerará enormemente los avances en el desarrollo de máquinas tokamak para lograr la fusión.

En lugar de utilizar potentes rayos láser convergentes para implosionar una pastilla de combustible, los tokamaks se basan en fuertes campos magnéticos emitidos por un recinto en forma de donut para atrapar, retener y encender plasmas supercalentados. El NDLH, que produce un "enorme campo magnético" a temperatura ambiente, "cambiará las reglas del juego" de esta tecnología emergente, han asegurado.