Una sustancia mágica que puede conducir electricidad sin esfuerzo a temperatura ambiente tiene el potencial de transformar la civilización, restaurando la energía perdida a la resistencia eléctrica y abriendo las posibilidades para nuevas tecnologías.
Sin embargo, una afirmación de un superconductor a temperatura ambiente publicada en marzo en la prestigiosa revista Nature planteó dudas, incluso sospechas por parte de algunos, de que los hallazgos fueron fabricados.
Pero ahora, un grupo de investigadores de la Universidad de Illinois en Chicago informa que han verificado una medida crucial: el aparente desvanecimiento de la resistencia eléctrica.
Este resultado no prueba que el material sea un superconductor a temperatura ambiente, pero puede alentar a otros científicos a observarlo más de cerca.
Ranga B. Dias, profesora de ingeniería mecánica y física en la Universidad de Rochester en Nueva York y figura clave en la investigación original, afirmó que el material parece ser un superconductor a temperaturas de hasta 70 grados Fahrenheit, mucho más cálido. Otro superconductor, cuando se comprime a una presión de 145.000 libras por pulgada cuadrada, o unas 10 veces la que se ejerce en el fondo de las fosas más profundas del océano.
La alta presión significa que es poco probable que el material encuentre un uso práctico, pero si el descubrimiento es correcto, podría señalar el camino hacia otros superconductores que realmente funcionen en las condiciones cotidianas.
Esta afirmación ha sido recibida con escepticismo porque muchas controversias científicas han girado en torno al Dr. Dias, y otros científicos que intentan replicar los hallazgos no han podido detectar ningún signo de superconductividad.
El Dr. Dias fundó una empresa, Unearthly Materials, para comercializar la investigación y, hasta la fecha, ha recaudado 16,5 millones de dólares en financiación de inversores.
Las nuevas medidas, reveladas en un artículo preliminar publicado este mes, provienen de un equipo dirigido por Russell J. Hemley, profesor de física y química en la Universidad de Illinois en Chicago. El Dr. Hemley se negó a comentar porque el artículo aún no ha sido aceptado por una revista científica.
Sin embargo, es muy respetado en el campo, y su informe puede conducir a una reconsideración más positiva de la afirmación superconductora del Dr. Dias.
“Podría convencer a algunas personas”, dijo James J. Hamlin, profesor de física en la Universidad de Florida, quien ha sido un crítico constante de la investigación del Dr. Dias. “Me hace pensar que podría haber algo”.
El material del Dr. Dias está hecho de lutecio, un metal de tierras raras de color blanco plateado, junto con hidrógeno y un poco de nitrógeno. Con una muestra proporcionada por el Dr. Dias, el laboratorio del Dr. Hemley realizó mediciones independientes de la resistencia eléctrica a medida que el material se enfriaba a alta presión.
El Dr. Hemley y sus colegas observaron una fuerte disminución en la resistencia eléctrica del material. Aunque estos ocurrieron a temperaturas de hasta 37 grados Fahrenheit, unos 30 grados más fríos que lo que describió el Dr. Dias, aún serían cálidos en comparación con otros superconductores. Las temperaturas de transición variaron según la fuerza con la que se comprimió el material.
“Realizaron mediciones de resistencia eléctrica para confirmar nuestros resultados”, dijo el Dr. Dias en una entrevista. “Muestra una dependencia de la presión en la temperatura de transición, lo que se alinea bien con lo que informamos en nuestro artículo de Nature en marzo”.
Las medidas del Dr. Hemley no proporcionan evidencia de superconductividad. Es posible que el material sea solo un superconductor y no un superconductor.
El informe no incluyó mediciones para determinar si hay cero campos magnéticos en el interior. Este fenómeno se conoce como efecto Meissner y se considera prueba definitiva de la existencia de un superconductor.
Algunos de los trabajos anteriores del Dr. Dias han provocado una acalorada controversia. Los críticos, incluido el Dr. Hamlin, dicen que a veces se omiten detalles cruciales sobre cómo se procesan los datos de los ensayos. La revista incluso se retractó de un artículo publicado en 2020 que hacía una afirmación anterior de un superconductor a pesar de las objeciones del Dr. Dias y otros autores que dijeron que los hallazgos aún eran válidos.
El Dr. Hamlin también señaló que gran parte de la tesis doctoral del Dr. Dias en WSU en 2013 se copió, casi palabra por palabra, del trabajo de otros académicos, incluida la propia tesis doctoral del Dr. Hamlin.
El Dr. Dias reconoce que copió el trabajo de otros en su disertación y dice que debería haber incluido las citas. Niega cualquier error científico en sus artículos anteriores.
“Nunca he participado a sabiendas oa sabiendas en ningún acto de plagio científico por parte de nadie”, dijo el Dr. Dias. “Fue un descuido”.
Los resultados de la investigación realizada por el equipo del Dr. Hemley argumentan que el Dr. Dias ya ha descubierto algo nuevo en la sustancia lutecio, hidrógeno y nitrógeno.
Claramente, esto no fue una repetición de un escándalo científico hace dos décadas cuando se supo que J.P. Él fabricó sus datos para reclamar una serie de descubrimientos milagrosos.
“Esa es una historia completamente diferente en el sentido de que él, sin duda, produjo algo y midió algo”, dijo el Dr. Boeri de Dr. Dias.
Pero agregó: “No está realmente claro si esto es una indicación de superconductividad o si simplemente encontró alguna transmisión electrónica interesante de algún tipo”.
En los últimos años, los materiales conocidos como hidruros se han mostrado prometedores en la búsqueda de superconductores que funcionen a temperaturas más cálidas, aunque hasta ahora han requerido esfuerzos de aplastamiento. dijo Dias creía que fue el hidruro lo que lo llevó a la mezcla de lutecio, hidrógeno y nitrógeno.
Sin embargo, el Dr. Boeri dijo que mientras que otros hidruros se ajustan a la teoría estándar de la superconductividad, el material del Dr. Dias no.
Un artículo anterior, escrito por el Dr. Hemley, junto con Adam Dinchfield, estudiante graduado en física de la Universidad de Illinois en Chicago, y Heewon Park, profesor asistente de física en la misma universidad, intenta explicar por qué, diciendo que los investigadores pasó por alto los detalles más finos. En la estructura electrónica del complejo lutecio-hidrógeno-nitrógeno que podría proporcionar una explicación de las temperaturas superconductoras.
Sugieren que los elementos del material del Dr. Dias se pueden componer en diferentes estructuras. Una estructura más difusa podría ser responsable del cambio de color observado y otras propiedades, mientras que las corrientes superconductoras fluyen a través de una cantidad menor de una estructura diferente en el compuesto. Esto podría explicar por qué no todas las muestras, ni siquiera todas las creadas en el laboratorio del Dr. Dias, son superconductoras.
Pero el Dr. Bowery no quedó impresionado.
“Los argumentos teóricos son bastante extraños”, dijo. El Dr. Boeri dijo que un material con una temperatura superconductora, al menos uno que sigue la teoría tradicional, requiere una estructura reticular muy rígida que este material no tiene, y el artículo no discute este tema.
Eva Zurek, profesora de química en la Universidad de Buffalo que ha colaborado tanto con el Dr. Hemley como con el Dr. Dias en otros proyectos, se mostró escéptica al principio, pero ahora ha cambiado parcialmente de opinión.
Las simulaciones numéricas de superconductores implican una simplificación de los cálculos. El artículo del Dr. Hemley argumenta que los cálculos deben hacerse de manera algo diferente, y cuando el grupo del Dr. Zurek probó estas modificaciones, llegaron a las mismas respuestas.
“Me di cuenta de que no es imposible”, dijo el Dr. Zurek. “No lo descartaría de inmediato, digámoslo así”.