La superconductividad ocurre cuando los electrones en un metal se emparejan y se mueven a través del material sin resistencia. Pero puede haber más en la historia de lo que pensábamos, ya que científicos en Alemania han descubierto ahora que los electrones también pueden agruparse en familias de cuatro, creando un nuevo estado de la materia y, potencialmente, un nuevo tipo de superconductividad.
La conductividad es una medida de la facilidad con la que los electrones (y por lo tanto la electricidad) pueden moverse a través de un material. Pero incluso en materiales que son buenos conductores, como el oro, los electrones todavía encontrarán cierta resistencia. Los superconductores, sin embargo, eliminan todas esas barreras y proporcionan resistencia cero a temperaturas ultra frías.
Pero en el nuevo estudio, investigadores de las universidades de Dresde y Würzburg en Alemania hicieron un descubrimiento fascinante. En un tipo particular de superconductor, encontraron que los pares de Cooper se emparejaban, formando familias de cuatro electrones.
“Cuando descubrimos que de repente cuatro electrones en lugar de dos estaban formando un enlace, primero creímos que era un error de medición”, dice Henning Klauss, investigador principal del estudio. “Pero cuantos más métodos usamos para confirmar el resultado, más claro se convirtió en que tenía que ser un fenómeno nuevo: todos los datos son consistentes con el mismo resultado. Ahora sabemos que la familia de electrones de cuatro partículas en ciertos metales crea un estado completamente nuevo de la materia cuando se enfría a temperaturas ultrabajas “.
El descubrimiento se realizó en un metal superconductor que contiene bario, potasio, hierro y arsénico, de una clase conocida como pnictidas de hierro. Tal fenómeno se había predicho teóricamente hace aproximadamente una década, pero hasta ahora no había surgido ninguna evidencia experimental. Luego, los investigadores pasaron dos años confirmando el hallazgo, utilizando siete métodos diferentes.
El equipo dice que estas familias de electrones podrían abrir una nueva rama de superconductividad y una gama de dispositivos avanzados que la aprovechen. Pero antes de eso, todavía queda mucho trabajo por hacer para desentrañar cómo funciona, en qué materiales ocurre y cómo se puede invocar.
“Se puede suponer que nuestros resultados conducirán a una línea de investigación completamente nueva, buscando otros metales con cuatro electrones conectados, por ejemplo, o explorando cómo se deben cambiar los materiales para crear una familia de electrones”, dice Klauss. “En términos puramente teóricos, también sería posible un tipo completamente nuevo de superconductividad con nuestra familia de electrones. Lo único que es seguro es que los pnictidos de hierro son muy adecuados para tecnologías como los sensores cuánticos debido a su nuevo estado agregado”.
La investigación fue publicada en la revista Nature Physics .
Fuente: Universidad Técnica de Dresde
New Atlas. (2021i, noviembre 8). «Electron family» state of matter hints at new type of superconductivity. Recuperado 8 de noviembre de 2021, de https://newatlas.com/physics/new-state-matter-superconductivity-electron-family/