Logran la superconductividad aumentando la presión en dos fases

Un equipo de científicos internacional ha descubierto que las extremadamente bajas temperaturas que se requieren para conseguir la superconductividad de los materiales se pueden inducir aumentando mucho la presión y, además, en dos fases diferentes. El estudio, que publica hoy Nature, se ha centrado en un cristal de óxido de bismuto de tres capas denominado “Bi2223”.

Estructura del Bi2223. Imagen: Xiao-Jia Chen et al.

Los superconductores son más de 150 veces más eficaces que los cables de cobre a la hora de conducir la electricidad. Sin embargo, para conseguir el estado de superconductividad, estos materiales deben ser enfriados por debajo de una temperatura extremadamente baja, llamada de transición (temperatura de transición superconductora, Tc), a cuyo punto la resistencia eléctrica normal desaparece. Desarrollar superconductores con temperaturas de transición más altas es uno de los mayores retos de los físicos. Ahora, un equipo liderado desde el Laboratorio de Geofísica de la Institución Carnegie para la Ciencia (EEUU) ha descubierto de forma inesperada que la temperatura de transición puede se puede inducir bajo dos diferentes presiones intensas en un cristal de óxido de bismuto de tres capas denominado “Bi2223”.

La presión más alta produce la temperatura de transición requerida. Los científicos piensan que este fenómeno en dos fases se produce a partir de la “competición” del comportamiento electrónico en diferentes tipos de capas de oxígeno-cobre en el cristal. El trabajo se publica esta semana en la revista Nature.

Hasta ahora, los materiales con carga de cobre llamados cupratos habían sido los únicos superconductores cuyas temperaturas de transición eran mayores que el punto de de ebullición del nitrógeno líquido a -321° F (77 K). Todavía supone un reto saber si se pueden conseguir temperaturas de transición más altas en estos materiales.

“Bi2223 es como una tarta con capas”, explica el autor principal Xiao-Jia Chen, de la Institución Carnegie. “En la parte superior y en la inferior existen capas de óxido de bismuto aislantes. Dentro de ellas, están las capas de óxido de estroncio. Después están las capas de óxido de cobre, después las de calcio y, finalmente, en el medio hay otra capa de óxido de cobre. Algo muy interesante es que las capas de óxido de cobre más externas y más internas tienen propiedades físicas diferentes lo que provoca un desequilibrio de la carga eléctrica entre las capas”.

Uno de los modos que han encontrado los científicos de aumentar la temperatura de transición de los materiales superconductores es “doparlos” añadiendo partículas cargadas. Bajo una presión normal, la temperatura de transición dopada óptima de Bi2223 es de -265° F (108K). Los científicos han sometido los cristales dopados del material a un rango de presiones de hasta 359.000 veces la presión atmosférica a nivel del mar (36,4 gigapascales), la presión hasta ahora más alta para las mediciones magnéticas en superconductores cupratos. La primera temperatura de transición más alta tuvo lugar a 100.666 atmósferas (10,2 GPa).

A 237.000 atmósferas reaparece la superconductividad

“Después de eso, las presiones aumentadas terminaron con temperaturas de transición más bajas”, remarca Chen. “Entonces, para nuestra sorpresa total a unas 237.000 atmósferas (24 GPa) el estado de superconducción apareció de nuevo. Incluso bajo una presión mayor, 359.000 atmósferas, la temperatura de transición aumentó a -215° F (136K). Esta fue la presión más alta que nuestro sistema de medición pudo detectar”.

Otra investigación ha demostrado que algunos materiales superconductores de múltiples capas como este presentan comportamientos electrónicos y vibratorios diferentes en capas distintas. Los investigadores piensan que 237.000 atmósferas podría ser un punto crítico donde la presión omite un comportamiento y permite la superconductividad.

“El descubrimiento ofrece nuevas perspectivas para crear temperaturas de transición más altas en superconductores cupratos de múltiples capas. La investigación puede ofrecer una forma prometedora de diseñar y crear una ingeniería de superconductores con temperaturas de transición mucho más altas en condiciones ambientales”, destaca el coautor Viktor Struzhkin, también de la Institución Carnegie.

Los factores que controlan la superconductividad en los superconductores de alta Tc todavía no se comprenden bien. En los óxidos de cobre de múltiples capas, tales como Bi2223 (Bi2Sr2Ca2Cu3O10+δ), la superconductividad se ha demostrado recientemente que compite con otro tipo de ordenamiento electrónico, como el antiferromagnetismo o las ondas de densidad de carga. En otros superconductores que muestran tal competición, la Tc del superconductor se maximiza cuando está sometida a condiciones que inhiben el orden de competición, pero no se sabe si esto puede realizarse en materiales de alta Tc.

Xiao-Jia Chen y colegas han usado mediciones magnéticas y ópticas para supervisar la variación de la Tc mientras aumentaba la presión. Los autores sugieren que el cambio en el comportamiento a 24 gigapascales refleja un cruce dirigido por la presión en los planos “internos” del CuO2 del Bi2223, que no participan en la superconductividad a bajas presiones.

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://www.agenciasinc.es/esl/Noticias/Logran-la-superconductividad-aumentando-la-presion-en-dos-fases

Las fluctuaciones fugaces en la superconductividad desaparecen cerca de la temperatura de transición

14/02/2011 · RDI PRESS

  

Como parte de un esfuerzo constante que trata de descubrir detalles de cómo los superconductores de alta temperatura llevan corriente eléctrica sin resistencia, los científicos de la Johns Hopkins University y el Departamento de EE.UU. Brookhaven National Laboratory han medido las fluctuaciones de la superconductividad a través de una amplia gama de temperaturas utilizando espectroscopia de terahercios. Su técnica les permite ver las fluctuaciones que duran meras milmillonésimas, sólo de una milmillonésima de segundo, y revela que estas fluctuaciones pasajeras desaparecen 10-15 grados Kelvin (K) por encima de la temperatura de transición (Tc) en la que la superconductividad se establece.

“Nuestros hallazgos sugieren que en los superconductores a base de cupratos, la transición al estado superconductor no es conducido por una pérdida de coherencia entre los pares de electrones”, dijo Brookhaven físico Ivan Bozovic, co-autor del artículo que describe los resultados en Nature Physics online, 13 de febrero de 2011.

Los científicos han estado buscando una explicación de la superconductividad de alta Tc en los cupratos, ya que estos materiales fueron descubiertos hace unos 25 años. Debido a que pueden funcionar a temperaturas mucho más elevadas que los superconductores convencionales, que deben ser enfriados cerca del cero absoluto (0 K ó -273 grados Celsius), los superconductores de alta temperatura tienen potencial en diversas aplicaciones del mundo real. Si los científicos pueden desentrañar el mecanismo de conducción de corriente, pueden incluso ser capaces de descubrir o diseñar versiones que funcionan a temperatura ambiente para usos tales como líneas de transmisión de energía con cero pérdidas . Por esta razón, muchos investigadores creen que la comprensión de cómo ocurre la transición a la superconductividad en los cupratos es una de las cuestiones abiertas más importantes de la física actual.

En los superconductores convencionales, los pares de electrones se forman en la temperatura de transición y se condensan para llevar la corriente sin resistencia. En las variedades de alta temperatura, que pueden funcionar a temperaturas tan altas como 165 K, hay algunos indicios de que los pares de electrones pueden formarse a temperaturas mayores de 100 a 200 K, pero sólo se condensan cuando se enfrían a la temperatura de transición.

Para explorar la transición de fase, el equipo de Johns Hopkins-BNL buscaron pruebas de fluctuaciones para superconductores por encima de Tc. “Estas fluctuaciones son algo así como las islas pequeñas o las gotitas de la superconductividad, en las que los pares de electrones que surgen aquí y allá viven por un tiempo y luego se evaporan para aparecer de nuevo en otro lugar”, dijo Bozovic. “Estas fluctuaciones se producen en todos los superconductores”, explicó, “pero en las convencionales sólo muy, muy cerca de Tc – la transición es de hecho muy fuerte.”

Los científicos estudiaron un superconductor que contiene cantidades variables de lantano y estroncio con capas de óxido de cobre. Las muestras fueron fabricadas en Brookhaven, utilizando un sistema con una única capa atómica-molecular de epitaxia de haces que permite la síntesis digital de películas delgadas atómicamente lisas y perfectas. Las mediciones a base de espectroscopia Terahertz se realizaron en la Universidad Johns Hopkins.

La principal conclusión fue sorprendente: los científicos observaron con claridad las fluctuaciones en superconductores, pero estas fluctuaciones se desvanecieron con relativa rapidez, en unos 10 a 15 K por encima de Tc, independientemente de la proporción de lantano / estroncio.

Esto implica que en los cupratos a la temperatura de transición, los pares de electrones pierden su coherencia. Esto contrasta con lo que sucede en los superconductores convencionales, donde los pares de electrones se separan a la temperatura de transición.

“Así que, a diferencia de los superconductores convencionales, la transición en cupratos no está impulsada por el emparejamiento de electrones, sino más bien por la pérdida de la coherencia entre los pares – es decir, por las fluctuaciones de fase”, dijo Bozovic. “La esperanza es que la comprensión de este proceso con todo detalle nos puede llevar a dar un paso más hacia adelante para descifrar el enigma de la superconductividad de alta temperatura.”

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://rdipress.com/las-fluctuaciones-fugaces-en-la-superconductividad-desaparecen-cerca-de-la-temperatura-de-transicion/

Agujeros Negros ¿un modelo para la superconductividad?

Los agujeros negros son algunos de los objetos más pesados en el universo.Los electrones son algunos de los más ligeros. Ahora los físicos de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han demostrado como agujeros negros cargados se pueden utilizar para modelar el comportamiento de la interacción de electrones en los superconductores convencionales.

"El contexto de este problema es la superconductividad de alta temperatura", dijo Phillips. "Uno de los grandes problemas sin resolver en la física es el origen de la superconductividad (un estado que conduce con resistencia cero ) en las cerámicas de óxido de cobre descubiertas en 1986. " Los resultados de la investigación por Phillips y sus colegas Robert G. Leigh, Edalati Mohammad, y Ka Wai , fueron publicados en la revista Physical Review Letters el 1 de marzo y en la revista Physical Review D, el 25 de febrero.

A diferencia de los superconductores viejos, los cuales eran todos metales, los nuevos superconductores comienzan su vida como aislantes. En el estado de aislamiento de los materiales de óxido de cobre, hay un montón de lugares para que los electrones salten pero sin embargo no hay corriente. Tal estado de la materia, conocida como un aislante Mott después del trabajo pionero de Sir Neville Mott, surge de la fuerte repulsión entre los electrones. Aunque gran parte de esto está acordado, la mayor parte de la física de los aisladores de Mott sigue sin resolverse, porque no existe una solución exacta del problema Mott que es directamente aplicable a los materiales de óxido de cobre.

Se introduce la teoría de cuerdas-un esfuerzo teórico en evolución que trata de describir las fuerzas fundamentales conocidas de la naturaleza, entre ellas la gravedad, y sus interacciones con la materia en un único sistema, matemáticamente completo.

Hace catorce años, un teórico de cuerdas, Juan Maldacena, conjeturó de que algunos sistemas mecánico cuánticos fuertemente interactuantes podrían ser modelados por la gravedad clásica en un espacio-tiempo con curvatura negativa constante.Las cargas en el sistema cuántico se sustituyen por un agujero negro cargado en el espacio-tiempo curvo, de este modo se une la geometría del espacio-tiempo con la mecánica cuántica.

Ilustración de un agujero negro.Crédito.NASA/JPL-Caltech.

Dado que el problema Mott es un ejemplo de partículas que interactúan fuertemente, Phillips y sus colegas se hicieron la pregunta: "¿Es posible concebir una teoría de la gravedad que imite un aislante Mott?" De hecho, es, como lo han demostrado.

Los investigadores utilizando un mapeo de Maldacena diseñaron un modelo para los electrones que se mueven en un espacio-tiempo curvo por la presencia de un agujero negro cargado que captura dos de los rasgos más llamativos del estado normal de los superconductores de alta temperatura: 1) la presencia de una barrera para el movimiento del electrón en el estado Mott, y 2) el régimen de extraño metal en el que la resistividad eléctrica escala como una función lineal de la temperatura, a diferencia de la dependencia cuadrática exhibida por metales estándar.

El tratamiento avanzado en el artículo publicado en Physical Review Letters muestra sorprendentemente que la frontera del espacio-tiempo que consiste en un agujero negro cargado y electrones interactuándo débilmente exhibe una barrera para los electrones que se mueven en esa región, al igual que en el estado Mott. Este trabajo representa la primera vez que el problema Mott se ha resuelto ( exactamente) en un sistema de dos dimensiones, la dimensión relevante para los superconductores de alta temperatura.

"La siguiente gran pregunta que debemos abordar", dijo Phillips, "es cómo la superconductividad emerge de la teoría de la gravedad de un aislador de Mott?"

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://astroboy-espaciocosmico.blogspot.com/2011/03/agujeros-negros-un-modelo-para-la.html
            http://www.physorg.com/news/2011-03-black-holes-superconductors.html

Cien años de superconductividad

Este año se cumple el centenario del descubrimiento de la superconductiviad. A continuación se incluye un artículo escrito por las profesoras Mª Teresa Martín y Manuela Martín Sánchez describiendo el descubrimiento y los experimentos realizados para entender el fenómeno; así como un resumen de las investigaciones actuales sobre el tema.

Entre 1900 y 1905 Heike Kamerling Onnes (1853-1926) diseño aparatos que le permitieran obtener helio líquido y utilizar baños de helio líquido para poder medir la resistencia de distintos metales mediante un puente de Wheatstone. En septiembre de 1907  después de que él y sus colaboradores habían medido la resistencia del platino, en hidrógeno líquido, y comprobado como variaba  de 0 ºC a -191 ºC dice que “abandona su idea de 1904 en la que creía que la resistencia de los metales iba disminuyendo hasta un valor mínimo pero que a la temperatura T = 0 K se hacia infinita porque los electrones no se podían desplazar, se quedaban congelados” y relaciona la resistencia con la vibración de los electrones.

El 10 de Julio de 1908 Kamerling  Onnes consiguió por primera vez licuar el helio que a la presión atmosférica hervía a – 269 ºC. Una vez que consiguieron producir helio líquido y medir con precisión temperaturas de ese orden comenzaron a estudiar las propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas de los materiales a temperaturas que solo se podían alcanzar utilizando helio líquido como refrigerante.

Uno de los temas de investigación fue la resistividad de metales ultrapuros y el 8 de abril de 1911, mientras estudiaban la resistividad de una muestra de mercurio ultrapuro, cuando la temperatura bajó alrededor de -269ºC, Onnes y sus colaboradores  observaron que la resistividad bajaba prácticamente a cero, había disminuido en seis ordenes de magnitud. En una comunicación de abril de 1911 indica que el experimento con mercurio puro ha demostrado sus predicciones, la resistencia del mercurio puro es mucho mas baja a la temperatura del punto de ebullición del helio que a la temperatura del hidrógeno .Experimentalmente han comprobado que a 13.9 K es aún 0.034 veces la resistencia del mercurio sólido a 0ºC y  mientras que a 4,3 K es solo 0,0013 y a 3 K es menos de 0,0001.

Sigue diciendo que queda comprobado experimentalmente que un metal muy puro se puede llevar a condiciones en que su resistencia sea cero. La confirmación de esa predicción le lleva a opinar que la resistencia de los metales muy puros es función de los “vibradores de Planck“, a los que se refiere en su teoría de la radiación. Añade  que esta teoría de los vibradores la han aplicado también Einstein al calor específico de los sólidos y Nernst al de los gases.

En relación con este tema, aparecen varias comunicaciones de Kamerling Onne, pero todas ellas las expone de forma resumida en la primera conferencia Solvay que se celebró en el Hotel Metrópol de Bruselas  del 29 de octubre al 4 de noviembre de 1911. Kamerling Onnes inicia su intervención titulada “Sobre las resistencias eléctricas” diciendo “me creo en el deber de atribuir a las impurezas el valor límite de la resistencia encontrado por Nernst para el aluminio. Yo he comprobado esto en el oro y el platino a la temperatura del helio líquido. En mis investigaciones con la ayuda de Clay he comprobado que la resistencia limite a la temperatura del hidrógeno líquido es mucho menor si los metales son más puros”. A continuación explica que trabaja con mercurio porque es el metal que ha conseguido de mayor pureza y que su resistencia, cuando es extremadamente puro, es prácticamente nula y no duda que lo mismo sucederá con el resto de los metales.

Atribuye este tipo de comportamiento, a la temperatura del hidrógeno sólido, a un tipo de congelación de los electrones de los átomos. Incluso indica esta parada de los electrones se debe como a una congelación de las oscilaciones de las que habla Planck. Y no duda de que los obstáculos del movimiento de los electrones se deben a estas oscilaciones Indica que este comportamiento cerca del cero absoluto es similar a lo que sugieren Einstein y Nernst sobre los calores específicos e ilustra sus hallazgos con las curvas obtenidas por Clay en los trabajos experimentales y que se indican en la siguiente gráfica; dónde se comprueba como al bajar la temperatura  a 4 K  la resistencia  en el mercurio cae hasta cero.

LANGEVIN, P.; DE BROGLIE, M. (eds.) (1912): La théorie du rayonnement et les quanta (Rapports et discussions de la reunion ténue à Bruxelles, du 30 octobre au 3 novembre 1911). Paris, Gauthier-Villars.

Es curioso que en la reunión Solvay además de Heike Kamerlingh Onnes estaban ocho científicos  que ya habían conseguido el Premio Nobel o lo iban a conseguir: Hendrik Antoon Lorentz (1853-1928), Wilhelm Wien (1864- 1928), Marie Curie (1867-1934), Ernest Rutherford (1871-1937), Kamerling  Onnes (1853- 1926), Max Planck (1858-1947), Walter Nernst (1864-1941), Jean Perrin (1870 -1942) y Albert Einstein (1879-1955). En la discusión posterior a la ponencia, únicamente le interpeló Langevin diciendo que si este cambio de conductividad en las proximidades del cero absoluto no se podría deber a un cambio de volumen al cambiar de estado, que al cambiar el  volumen cambie también la conductividad por una alteración en el número de electrones libres y todo se debiera al aumento de este número. A esta intervención únicamente contesta el propio Kamerling Onnes diciendo que tiene la seguridad de que este fenómeno está en relación con la teoría de Planck.

A Kamerling  Onnes se le otorgó el premio Nobel de Física de 1913 por estos descubrimientos.

Una idea de la importancia del tema queda clara si se  hace una revisión de todos los Premios Nobel que durante estos cien años  han recaído sobre descubrimientos relacionados con este tema. Han sido galardonados con el Premio Nobel de Física de los años 1913 (Kamerling Onnes), 1972 (Bardeen, Cooper y Schrieffer, por la teoria BCS), 1973 (Josephson, por el efecto Josephson), 1987 (Müller y Bednorz, por los superconducores de altas temperaturas) y 2003 (Abrikósov, Ginzburg y Leggett, por la superconductividad-superfluidez-vórtices de Abrikov).

El IOP (Institute of Physics) para celebrar el centenario de la superconductividad ha decidido dejar en abierto durante todo el 2011, en su web los 25 artículos más importantes sobre este tema que han aparecido en las revistas Superconductor Science and Technology, Journal of Physics, Condensed Matter, New Journal of Physics, EPL and Physica Scripta y en la presentación de esta página Peter Hirschfeld,  del New Journal of Physics, dice que han pasado muchos años desde que en 1961 Brian Pippard en su famoso conferencia titulada de “Cat and the Cream” que pronuncio en IBM, cuatro años después de la publicación de la teoría BCS, dijera que los problemas esenciales de la Física de bajas temperaturas ya habían sido resueltos la situación actual nos indica cómo los descubrimientos siguen sobre todo en los departamentos universitarios y en los laboratorios gubernamentales aunque los laboratorios de la industria casi han desparecido de la escena. Trabajos sobre fermiones pesados, cupratos, rutenatos fullerenos borados, boruro de magnesio, materiales  derivados del hierro, compuestos orgánicos, etc. dominan las publicaciones de las tres últimas décadas  y  casi cada descubrimiento de una nueva clase de superconductores obliga a  reexaminar los paradigmas teóricos.

Paul Ehrenfest, Hendrik Lorentz, Niels Bohr y Heike Kamerlingh Onnes en 1919 en el Laboratorio Criogénico de Leiden 

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://www.madrimasd.org/blogs/quimicaysociedad/2011/03/13/132181

Descubren que el vino induce la superconductividad de metales ferrosos

De todos los líquidos estudiados, el vino tinto se reveló como el mejor inductor de las propiedades superconductivas. 

Algunas de las bebidas alcohólicas utilizadas en la prueba son vino tinto, blanco y la cerveza

Los componentes con hierro se vuelven superconductivos al estar expuestos varios meses al aire

TOKIO, JAPÓN (07/MAR/2011).- Un grupo de investigadores del japonés Instituto Nacional de Ciencias Materiales ha descubierto que algunas bebidas alcohólicas calientes, especialmente el vino, inducen "enormemente" y en un tiempo menor la superconductividad de metales ferrosos.

Según reveló hoy el Institute of Physics (IOP) en su web, el valor del hallazgo radica en la demostración de que la superconductividad, resistencia nula al paso de corriente eléctrica, puede inducirse en un sólo día, cuando habitualmente son necesarios varios meses.

"Los componentes con hierro se vuelven superconductivos tras estar expuestos varios meses al aire, lo que es mucho, mucho tiempo", explicó uno de los científicos del proyecto, Yoshihiko Takano, que celebró el avance que ha supuesto este experimento.

"La muestra sumergida en vino tinto, sin embargo, se torna superconductiva en un sólo día, mucho más rápido que en la exposición aérea", detalló el investigador.

Las bebidas alcohólicas utilizadas en el experimento son el vino tinto y blanco, la cerveza, el sake japonés, y el whisky, que tras calentarse a 70 grados durante 24 horas, sirvieron de solución para sumergir piezas con componentes de hierro.

De todos los líquidos estudiados, el vino tinto se reveló como el mejor inductor de las propiedades superconductivas, que permite el paso de corriente eléctrica sin resistencia, lo que es de aplicación en tecnologías como los cables superconductores o en trenes de levitación magnética.

No obstante, otras bebidas con la misma concentración alcohólica mostraron diferencias notables, lo que a juicio de los investigadores sugiere que quizá no sea el alcohol lo que contribuye a fomentar la superconductividad, sino otro componente de estos líquidos.

Los investigadores aún no han descubierto las razones por las que bebidas alcohólicas ayudan a la supercoductividad, pero sospechan que la aportación de oxígeno de estos líquidos contribuyeron al cambio en las propiedades del hierro.

Los componentes con hierro desarrollan la superconductividad tras experimentar cambios moleculares a través de procesos químicos y al enfriarse a cierta temperatura en la que dejan de ser resistentes la corriente eléctrica.

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://www.informador.com.mx/tecnologia/2011/275939/6/descubren-que-el-vino-induce-la-superconductividad-de-metales-ferrosos.htm

Tendrá superconductividad gran impacto para la humanidad

Domingo, 13 Marzo 2011

Hermosillo.- El gobierno y la iniciativa privada del sector industrial deben valorar en toda dimensión que las aplicaciones de la superconductividad tendrán un trascendente impacto tecnológico para la humanidad.

El pionero de la investigación en superconductividad de la Universidad de Sonora (Unison), Gilberto González Boué, expuso que esos impactos se verán en el ahorro de energía, aplicaciones en medicina, sistema de transporte y velocidad de computadoras.

El investigador, con Maestría en Física y especializado en Ingeniería Nuclear, aseguró que de haber mayor inversión en este campo todo cambiaría radicalmente, pero desafortunadamente, al menos en México este horizonte todavía no se alcanza.

Planteó que a 100 años del descubrimiento de la superconductividad, uno de los descubrimientos más impresionantes en el mundo, ésta representa el gran acicate de la comunidad científica.

Ello, añadió, para abrir la posibilidad de encontrar nuevos materiales a temperatura ambiente y tener expectativas de alcanzar un enorme impacto tecnológico en la industria y los bienes materiales.

Consideró que en México el respaldo en esta área no sólo debe darse a través de programas gubernamentales.

A diferencia de los países desarrollados, donde la industria privada participa mayoritariamente en labores de investigación, dijo que en México el impulso de la ciencia sólo la paga el Estado, de ahí el lento desarrollo que se tiene en este campo.

De hecho, abundó, la iniciativa privada participa, pero solamente lo hace a través de programas de gobierno.

González Boué señaló que el reto es lograr superconductividad a temperatura ambiente que genere un ahorro extraordinario del 20 por ciento de energía en las líneas de transmisión, además de utilizarse en trenes de enorme velocidad.

Asimismo, lograr impactos en la medicina y en aparatos para resonancia magnética nuclear.

De alcanzarse este desarrollo tecnológico con materiales superconductores aplicándose en una infinidad de áreas, incluyendo el hogar, apuntó, se tendrían campos magnéticos de 7 a 9 veces mayores por la misma cantidad de energía.

Ejemplificó que en los motores eléctricos se podría tener un gran ahorro con potencia hasta siete veces mayor, como sucede en la refrigeración, disminuyendo unas 700 veces el consumo de energía.

Recordó que en 1989 el Departamento de Física de la Unison inició la incorporación al ‘boom' tecnológico de la ciencia de ese tiempo, al descubrirse materiales superconductores a temperatura mucho más alta de lo que existe en la naturaleza.

Jose E. Guerrero C

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Fuente: http://www.elmundodecordoba.com/index.php?option=com_content&view=article&id=1076363:UH&catid=212:pais&Itemid=72

Bebidas como el vino y el sake aumentan superconductividad

Bebidas como el vino y el sake aumentan superconductividad

Antimio Cruz | Academia

2011-03-09

Hallazgo. El vino resultó un buen detonador de la superconductividad.

Las bebidas alcohólicas tienen una utilidad científica que nadie sospechaba: aumentan la velocidad con la cual viaja la electricidad en algunos metales. Científicos japoneses del Instituto Nacional de Ciencias de Materiales descubrieron que si sumergían 24 horas en vino tinto o en sake un metal compuesto con hierro, telurio y azufre, lograba incrementar la velocidad con la que viajan por ese metal los electrones y no tienen resistencia.

Una de las dificultades para facilitar que la electricidad viaje con alta velocidad a través de los metales es un fenómeno físico llamado “orden magnético”, que funciona como un freno a los electrones. Este freno físico se elimina sumergiendo los metales en vino o sake, esta última es la bebida alcohólica tradicional de Japón, extraída del arroz.

Aunque se hicieron pruebas con whisky y cerveza, no se observaron los mismos resultados, pero sí se incrementó la superconductividad cuando fueron inmersas en otra bebida alcohólica japonesa llamada shochu.

PROCESO. El profesor Yoshihiki Takano, líder del grupo de Nano Materiales del Instituto Nacional de Ciencias de Materiales de Japón, explicó que “hasta ahora sabíamos que los compuestos basados en hierro se pueden volver superconductores si se les deja en contacto con el aire durante muchos meses, pero este proceso no es práctico porque el periodo de tiempo es demasiado largo”.

“En este experimento sólo necesitamos un día para alcanzar los mismos niveles de superconductividad”, añadió.

La superconductividad es la capacidad de algunos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía en determinadas condiciones. Existen muchos materiales que tienen la capacidad de ser superconductores; algunos son elementos simples como el estaño y el aluminio, otros son aleaciones metálicas enriquecidas con otro tipo de minerales.

En la investigación japonesa se utilizaron diferentes aleaciones que tienen como base el hierro, y la gran novedad es que, anteriormente, se necesitaba un proceso de varios meses para hacerlos superconductores y con la inmersión en algunos tipos de alcohol, este proceso ocurre en un solo día.

Estos materiales sirven para construir instrumentos tan sofisticados como los teléfonos celulares, las máquinas de resonancia magnética, los transmisores de microondas y los aceleradores de partículas.  Debido a la variedad de aplicaciones tecnológicas que tienen los materiales superconductores, se ha hecho una muy extensa búsqueda y combinación de nuevos materiales para encontrar materias primas más efectivas y baratas.

El estudio incluyó a seis bebidas alcohólicas, algunas fermentadas y otras destiladas: Vino tinto y blanco, cerveza, whisky, sake y shochu. En cada una de ellas se sumergió el material con base en hierro, durante 24 horas a 70 grados centígrados, y después de midieron sus propiedades.

Entre las seis bebidas, el vino tinto demostró tener las mejores propiedades de  superconductividad, incluso por encima del vino blanco y de otras bebidas con la misma concentración de alcohol. Este dato sugiere que el incremento en la capacidad de superconducción no proviene del alcohol, sino de algún otro componente presente en esa bebida.

Casi todos los materiales basados en hierro experimentan un proceso llamado orden magnético, en el que las moléculas se alinean en un patrón regular. Para alcanzar la superconductividad, ese orden magnético debe ser suprimido. Los investigadores japoneses sospechan que cuando los metales entran en contacto con el alcohol, algunas moléculas de esas bebidas sustituyen o reacomodan las moléculas de la aleación.

El mecanismo detallado de este cambio no pudo ser explicado en este primer experimento, pero lo que se supone que la inmersión en alcohol es algo así como una inserción de partículas cargadas con electricidad.

Jose E. Guerrero C
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Fuente: http://www.cronica.com.mx/nota.php?id_nota=564960