La carrera por descubrir materiales superconductores a temperatura ambiente es una aventura científica que roza la ciencia ficción. En el corazón de esta odisea está LK-99, un material del cual se habló mucho en los últimos tiempos: aunque rodeado de un aura de misterio, sigue haciendo cosquillas en la imaginación de los investigadores.
La reciente publicación de un artículo preliminar sobre Arxiv ha vuelto a poner de relieve este enigmático material, que promete un potencial inesperado. Obviamente, también esta vez entre la promesa teórica y la realización práctica existe un abismo de desafíos e incógnitas. La “telenovela”, sin embargo, es cada vez más intrigante.
LK-99, aún falta la palabra "fin"
LK-99, o apatita de plomo dopada con cobre, ha estado en las noticias durante bastante tiempo. El material, objeto de fervientes debates e intensas investigaciones, ha sido anunciado como un superconductor a temperatura ambiente. Sin embargo, ningún laboratorio del mundo ha logrado sintetizar un material que reproduzca los resultados obtenidos por los investigadores que anunciaron el descubrimiento.
Sin embargo, a pesar de cierta resignación, un artículo reciente prepublicado en Arxiv ha reavivado las esperanzas, explorando, mediante simulaciones de mecánica cuántica, los posibles caminos que podrían llevar a LK-99 hacia la superconductividad. Pero ¿por qué es tan importante?
La fascinación inagotable de la superconductividad a temperatura ambiente
La superconductividad a temperatura ambiente es una especie de “Santo Grial” en el campo de la física de materiales. Un material superconductor de este tipo puede conducir electricidad sin resistencia, un fenómeno que podría revolucionar innumerables industrias, desde la energía hasta la electrónica y la medicina. Pero, como todo Grial que se precie, el camino hacia su descubrimiento está lleno de enigmas.
LK-99, entre la teoría y la realidad
¿Por qué nadie ha reproducido los resultados de los laboratorios asiáticos? ¿Y por qué todavía es posible que este material tenga las propiedades de las que se jacta?
En primer lugar, por una cuestión ligada a su propia síntesis. El proceso de “fabricación” de LK-99 fue descrito por los investigadores de forma desorganizada, al carecer de documentación original. Esto llevó a diferentes versiones del material de la “receta” original.
Sí, pero al final, ¿el LK-99 es superconductor a temperatura ambiente o no?
En ciertas muestras, disposiciones altamente simétricas de partículas fundamentales dejan espacio para que los electrones corran libremente y sin resistencia, usualmente emparejándose en lo que se llama "pares de cobre“. En otros, estas regiones simétricas se intercalan con zonas de baja simetría no superconductoras. Estos últimos crean barreras al libre movimiento de los electrones, que, al perder energía en forma de calor, vuelven a caer en el comportamiento semiconductor típico de materiales como el silicio.
En otras palabras, LK-99 podría ser superconductor a temperatura ambiente sólo si se logran condiciones precisas en su estructura. Y por el momento, dado que ningún experimento ha logrado obtener estas condiciones, el material se considera inadecuado.
En busca de la simetría
Los autores del último estudio, Jun Li e Qian de la Universidad Estatal de Iowa (EE. UU.) sugieren que la síntesis de muestras de LK-99 en fase predominantemente de alta simetría podría allanar el camino para la creación de superconductores a temperatura ambiente y presión atmosférica. Aquí te dejamos el enlace, si quieres saber más.
Una idea fascinante que, sin embargo, subraya un desafío sustancial: comprender y controlar el proceso de síntesis. En teoría, la superconductividad a temperatura ambiente parece estar al alcance de la mano, pero en la práctica, es posible que el proceso de síntesis real (y la superconductividad misma) aún no se comprendan demasiado bien como para concebir formas de mejorar el rendimiento aumentando la cantidad de apatita de plomo dopada con cobre útil.
El camino hacia la superconductividad LK-99 es todavía largo e incierto, pero la impresión es que este "ping pong" de noticias no es un fin en sí mismo. Incluso si LK-99 resulta ser un callejón sin salida, el viaje de descubrimiento continuará y quizás estos estudios también sean útiles para alcanzar el objetivo final.
