Los físicos del MIT han realizado un descubrimiento clave sobre la superconductividad no convencional en el grafeno de ángulo mágico, un material que podría revolucionar la tecnología de los superconductores. Este avance abre la puerta a nuevas formas de superconductores que operan a temperaturas más altas, lo que podría tener un impacto significativo en diversas aplicaciones tecnológicas.
Los superconductores son materiales capaces de conducir electricidad sin resistencia, lo que significa que pueden transportar energía de manera extremadamente eficiente. Sin embargo, los superconductores convencionales requieren ser enfriados a temperaturas muy bajas para mantener su estado superconductivo, limitando así su uso práctico. Si se lograra desarrollar superconductores que funcionen a temperaturas más cercanas a las ambientales, se podrían crear tecnologías innovadoras como cables eléctricos sin pérdida de energía y sistemas de computación cuántica más accesibles.
Un avance prometedor en el estudio del grafeno
En este contexto, los investigadores del MIT han reportado evidencia directa de superconductividad no convencional en el grafeno tri-capa retorcido (MATTG). Este material se forma al apilar tres capas atómicas delgadas de grafeno en un ángulo específico, lo que permite la aparición de propiedades electrónicas exóticas. Anteriormente, MATTG había mostrado indicios indirectos de este tipo de superconductividad, pero el nuevo hallazgo proporciona la confirmación más directa hasta la fecha.
El equipo logró medir el "gap" o brecha superconductora del MATTG, una propiedad crucial que indica cuán resistente es el estado superconductor del material a diferentes temperaturas. Los resultados revelaron que esta brecha presenta características distintas a las de los superconductores convencionales, sugiriendo que el mecanismo detrás de su superconductividad también es diferente y potencialmente más prometedor.
Métodos innovadores para estudiar la superconductividad
Shuwen Sun, coautor principal del estudio y estudiante graduado en el Departamento de Física del MIT, comentó: “La brecha superconductora nos da pistas sobre qué tipo de mecanismos pueden llevar al desarrollo de superconductores a temperatura ambiente que beneficien a la sociedad”. Para realizar estas mediciones, los investigadores emplearon una plataforma experimental innovadora que les permitió observar cómo emerge la superconductividad en materiales bidimensionales en tiempo real.
Pablo Jarillo-Herrero, profesor del MIT y autor senior del estudio, destacó: “Entender bien un superconductor no convencional puede desencadenar nuestro entendimiento sobre otros”. Esta comprensión podría guiar el diseño de nuevos superconductores capaces de operar a temperatura ambiente, un objetivo ambicioso en el campo.
El papel fundamental del grafeno
El grafeno es un material formado por una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una estructura hexagonal. Su descubrimiento ha dado lugar a una nueva área de investigación conocida como "twistronics", centrada en las propiedades electrónicas únicas derivadas de la disposición precisa de sus capas. Desde 2018, Jarillo-Herrero y su equipo han explorado diversas configuraciones del grafeno retorcido y otros materiales bidimensionales con resultados intrigantes relacionados con la superconductividad no convencional.
A medida que avanza esta investigación, se espera que el estudio detallado del MATTG y otros materiales similares revele candidatos prometedores para futuras tecnologías. Esto podría allanar el camino hacia sistemas energéticos más eficientes y computadoras cuánticas prácticas.
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