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| Aravind Devarakonda PhD '21 es el autor principal de un artículo que describe una forma exótica de superconductividad. Créditos: Denis Paiste |
Científicos del MIT han dado con un material que puede ser doblemente superconductor. El material es un superconductor de momento finito al aplicar un campo magnético. Esta forma exótica de superconductividad se demostró por primera vez en la década de 1960, pero ha resultado difícil de estabilizar.
El material, un cristal en capas conocido como superredes naturales, también presenta otra superconductividad igualmente exótica: La superconductividad topológica. Al retorcer el material se crean diferentes patrones de superconductividad dentro de la misma muestra.
Según los científicos, el material tiene aplicaciones potenciales en la computación cuántica. Es más, puede desvelar los secretos de la superconductividad.
Joseph Checkelsky, investigador principal del trabajo y Profesor Asociado de Física para el Desarrollo de Carreras Mitsui, dijo: "Hace poco tiempo se ha producido un boom de realización de superconductores especiales que son bidimensionales, o que tienen sólo unas pocas capas atómicas de espesor. Estos nuevos superconductores ultrafinos son interesantes, en parte, porque se espera que aporten información sobre la propia superconductividad".
"Pero hay desafíos. Por un lado, los materiales de pocas capas atómicas de espesor son difíciles de estudiar porque son muy delicados. ¿Podría haber otro enfoque para sondear sus secretos?"
El material tiene dos capas: una es una película ultrafina de material superconductor, mientras que la otra es una capa espaciadora ultrafina que la protege. Apilando estas capas una encima de otra se crea un gran cristal, que se comporta como un superconductor 2D.
El nuevo material es extremadamente limpio y los científicos están entusiasmados por ver si presenta un estado superconductor inusual. Para su sorpresa, descubrieron que el material presenta efectivamente un estado superconductor único.
Según Checkelsky, "un superconductor de momento finito puede seguir formando un patrón regular de regiones con muchos pares de Cooper y regiones que no tienen ninguno. Resulta que este tipo de superconductor puede manipularse para formar una variedad de patrones inusuales a medida que los pares de Cooper se mueven entre órbitas mecánicas cuánticas conocidas como niveles de Landau. Y eso significa que los científicos deberían ser capaces ahora de crear diferentes patrones de superconductividad dentro del mismo material".
Kyle Shen, profesor de física de la Universidad de Cornell, que no participó en el estudio, dijo: "Este es un experimento sorprendente que puede demostrar que los pares de Cooper se mueven entre los niveles de Landau en un superconductor, algo que nunca se había observado antes. Francamente, nunca había previsto ver esto en un cristal que se pudiera sostener en la mano, así que es muy emocionante". Para observar este efecto escurridizo, los autores tuvieron que realizar minuciosas mediciones de alta precisión en un superconductor bidimensional único que habían descubierto previamente. Es un logro notable, no sólo por su dificultad técnica sino también por su ingenio".
Checkelsky dijo: "Ha sido muy divertido realizar este nuevo material. A medida que hemos ido entendiendo lo que puede hacer, nos hemos llevado muchas sorpresas. Es realmente emocionante cuando salen cosas nuevas que no esperamos".
Fuentes, créditos y referencias:
Devarakonda, A., Suzuki, T., Fang, S. et al. Signatures of bosonic Landau levels in a finite-momentum superconductor. Nature 599, 51–56 (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-03915-3