Un pulso de luz aclara uno de los grandes misterios de los superconductores

Un destello de láser, y durante un instante el material deja de ser superconductor. En ese hueco, el equipo del profesor Fabio Boschini, del Instituto Nacional de Investigación Científica (INRS) de Quebec, vio aparecer otro estado cuántico, el pseudogap. Cuando la superconductividad volvió, el pseudogap se apagó.

El resultado, publicado en Nature Physics con investigadores del Centro de Física Cuántica Computacional del Instituto Flatiron (Nueva York), responde a una pregunta abierta desde hace décadas: si el pseudogap prepara el terreno a la superconductividad o le hace la competencia. Según el estudio, compite.

Electricidad sin pérdidas, pero a −196 °C

Los superconductores llevan la electricidad sin perder energía. Los cupratos, compuestos de cobre descubiertos en 1986, lo consiguen a temperaturas tan «altas» como la del nitrógeno líquido, −196 °C, según el INRS. Nadie sabe del todo por qué, y el pseudogap es una de las piezas que faltaban.

«El pseudogap es uno de los mayores misterios de la física de la materia condensada», explica Boschini, titular de la Cátedra de Investigación de Canadá en Dinámica de Materiales Cuánticos.

Los fotogramas que faltaban en la película

Para verlo, el equipo usó la espectroscopía de fotoemisión resuelta en tiempo y ángulo (TR-ARPES) del laboratorio ALLS del INRS, que mide en tiempo real la energía de los electrones del material. «Es un poco como recuperar fotogramas perdidos de una película que los científicos llevan décadas intentando montar», dice Dario Armanno, doctorando del INRS y primer autor.

«Mostramos que estos estados compiten de verdad», resume Olivier Gingras, del Instituto Flatiron, autor de correspondencia, en la nota de la Fundación Simons.

Lo que todavía queda lejos

Si la rivalidad es real, frenar el pseudogap sin tocar la superconductividad podría permitir que estos materiales funcionen a temperaturas más altas, según la Fundación Simons. Pero Gingras lo ve todavía lejano: aún no saben cómo hacerlo.

El INRS apunta a aplicaciones posibles a largo plazo en redes eléctricas, imagen médica y tecnologías cuánticas. El siguiente paso, según el equipo, es buscar la forma de suprimir el pseudogap y conservar la superconductividad.