Objetos que levitan y la lucha por un Nobel: el 'culebrón' de los superconductores

El 'santo grial' de los superconductores, un material que recoja estas cualidades pero a temperatura y presión ambiente, se lleva buscando durante décadas. Por ello, la comunidad científica se ha visto revolucionada por dos polémicos estudios, aún sin revisar aunque, para muchos, prometedores, de un grupo de investigadores coreanos que afirman haber conseguido la proeza. De estar en lo cierto, no solo podrían ser la base de una revolución en campos que van desde la medicina (con más eficaces y compactos equipos de resonancias magnéticas), a los transportes (posibilitando rápidos y silenciosos trenes o automóviles que levitan), pasando, por supuesto, por la energía (impulsando, entre otros, los reactores de fusión, que generan la energía de las estrellas); sino que también podría significar el próximo premio Nobel de Física, el mayor reconocimiento para un científico.

Todo comenzaba el pasado 22 de julio, cuando la web de preimpresión ArXiv publicaba el trabajo de tres físicos coreanos, Sukbae Lee, Ji-Hoon Kim y Young-Wan Kwon, sobre un material de apatita de plomo dopada con cobre llamada LK-99 que adquiere la tan ansiada superconductividad con una temperatura crítica igual o superior a 127 ºC y a presión ambiental. Tan solo unas horas más tarde, una nueva versión, si bien esta vez firmada por los dos primeros autores junto con Hyun-Tak Kim, Sungyeon Im, SooMin An, Keun Ho Auh (y sin rastro del tercero Young-Wan Kwon) aparecía en la misma web.

Además de los rumores que corrieron acerca de la razón detrás de por qué se habían publicado dos versiones del estudio sobre el mismo material con diferentes autores, muchos laboratorios intentaron replicar la 'receta' para crear el LK-99. Para ser considerado un superconductor, el material tiene que cumplir dos requisitos: por un lado, conducir la electricidad de forma perfecta (es decir, que los electrones no encuentren ninguna resistencia en su camino); por otro, que sea un perfecto diamagneto (dicho de forma sencilla, que acercándolo a un imán genere un campo magnético opuesto y, como consecuencia, pueda levitar, lo que se conoce como 'efecto Meissner').

«Conocemos muchos materiales como el mercurio o el plomo que, a muy baja temperatura, pueden ser superconductores -explica a ABC María José Calderón, investigadora del Grupo de Teoría de Materiales Cuánticos y Tecnologías Cuánticas de Estado Sólido del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC)-. En los últimos años, también se han descubierto materiales superconductores que pueden funcionar a temperaturas cercanas a la ambiente, si bien se necesitan presiones muy altas», indica.

Debido a la relativa sencillez para crear este nuevo material, en base al plomo, oxígeno, azufre, fósforo y algo de cobre, muchos se han puesto manos a la obra para intentar reproducirlo y probar sus prometedoras cualidades. Según sus creadores, después de varias horas sometiendo a la mezcla a fuertes temperaturas, la resistividad eléctrica (la resistencia que se encuentran los electrones a la hora de atravesar un material) del LK-99 se redujo a una temperatura de 126 grados Celsius, cumpliendo, tal y como afirman en los estudios, el primero de los requisitos. Además, aseguran que el material levitó parcialmente. De hecho, han publicado vídeos en los que se puede ver este fenómeno.

Hasta el momento, las instituciones científicas han realizado once intentos de replicar los hallazgos y siete han declarado resultados. De estos siete, tres han encontrado propiedades similares -si bien no idénticas- a las que dicen sus creadores que tiene LK-99. Los resultados de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China y la Universidad del Sur de California afirman que han conseguido que su material levite, e investigadores de la Universidad del Sureste de China detectaron una caída en la resistencia a -261 grados Farenheit (-163,15 grados centígrados). Los cuatro restantes no observaron ni diamagnetismo ni superconductividad.

Puede haber varios motivos detrás de estos resultados tan dispares: desde que la forma de sintetizar el material no haya sido la correcta a impurezas introducidas en las muestras. O que el LK-99 sea otro material distinto a un superconductor. «No es que traten de engañar a la comunidad científica: anunciar tus resultados para que otros puedan comprobar si se pueden replicar es una práctica común y ayuda a que la ciencia avance. No es la primera vez que un grupo afirma haber conseguido la superconductividad a temperatura ambiente. Lo que pasa que normalmente este tipo de artículos se queda entre expertos, que entre ellos debaten. Esta vez ha saltado a las redes sociales de forma muy generalizada, lo que ha abierto la conversación a la sociedad entera», incide Calderón.

Muchas voces se han alzado señalando que, sobre todo el primer estudio publicado, contenía errores o faltaban datos clave. «Con lo publicado, no tenemos información totalmente convincente de que lo hayan conseguido, porque no cumplen todos los requisitos y habría que realizar más pruebas -dice Calderón-. Lo ideal sería que prestasen el material que han creado a otros grupos para que se pudiera comprobar de forma independiente y realizar otro tipo de test adicionales».

Pero, si no tenían tan 'atado' su trabajo, ¿por qué publicarlo de forma precipitada? Algunos expertos sugieren que la presión de tener entre manos un proyecto que podría significar el mayor reconocimiento en el campo científico podría haber influido. «Claramente se apresuraron porque pensaron que estaba en juego un Premio Nobel. Para mí, este es un comportamiento científico normal», señala a WordsSideKick.com Nadya Mason, física de materia condensada de la Universidad de Illinois. «Es ciencia rápida. Aunque en realidad estoy encantada con el hecho de que esté disponible y de que haya gente tratando de replicarlo. Si no pensara que es prometedor, nadie lo estaría intentando».

No sería la primera vez que los superconductores se llevarían un Nobel. Por ejemplo, en 1987, tan solo un año después de hacer público su hallazgo, Johannes Georg Bednorz y Karl Alexander Müller se llevaron el galardón (el más rápido de la historia) por el descubrimiento de los cupratos, un material superconductor que funciona a 160 grados Kelvin (-110 grados Celsius). «Y, aunque han pasado décadas desde entonces, los cupratos no son parte de nuestro día a día, porque existen limitaciones a la hora de aplicarlos», apunta Calderón, quien muestra cautela ante el futuro inmediato de los superconductores a temperatura ambiente.

«Sí, serán muy útiles para mejorar, por ejemplo, nuestras máquinas de resonancia magnética, los aceleradores de partículas o crear motores y generadores más ligeros y eficientes. Pero, aunque se encuentre este material mañana, probablemente tardaremos un tiempo en ver aplicaciones directas que nos cambien la vida». Una promesa que, de momento y como los superconductores, está levitando en el horizonte.