Los materiales superconductores tienen la característica de permitir que una corriente eléctrica fluya sin resistencia. El estudio de superconductores con una temperatura crítica alta descubierto en la década de 1980 sigue siendo un tema de investigación muy atractivo para los físicos. De hecho, muchas observaciones experimentales aún carecen de una descripción teórica adecuada.Investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE en Suiza y la Universidad Técnica de Munich en Alemania han logrado levantar el velo sobre las características electrónicas de los superconductores de alta temperatura. Su investigación, publicada en Comunicaciones de la naturaleza , demuestre que las densidades electrónicas medidas en estos superconductores son una combinación de dos efectos separados. Como resultado, proponen un nuevo modelo que sugiere la existencia de dos estados coexistentes en lugar de competidores como se postuló durante los últimos treinta años.Una pequeña revolución en el mundo de la superconductividad.
Un material superconductor es un material que, por debajo de cierta temperatura, pierde toda resistencia eléctrica igual a cero. Cuando se sumerge en un campo magnético, los superconductores de alta temperatura alta Tc permiten que este campo penetre en forma deregiones filamentosas, llamadas vórtices, en las que el material ya no es superconductor. Cada vórtice es un torbellino de corrientes electrónicas que genera su propio campo magnético y en el que la estructura electrónica es diferente del resto del material.
Convivencia más que competencia
Algunos modelos teóricos describen los superconductores de alta Tc como una competencia entre dos estados fundamentales, cada uno desarrollando su propia firma espectral. El primero se caracteriza por una disposición espacial ordenada de electrones. El segundo, correspondiente a la fase superconductora, se caracteriza por electronesensamblado en pares
"Sin embargo, al medir la densidad de estados electrónicos con espectroscopía de túnel local, descubrimos que los espectros que se atribuyeron únicamente al núcleo de un vórtice, donde el material no está en el estado superconductor, también están presentes en otros lugares, es decirdecir en áreas donde existe el estado superconductor. Esto implica que estas firmas espectroscópicas no se originan en los núcleos de vórtice y no pueden competir con el estado superconductor ", explica Christoph Renner, profesor del Departamento de Física de la Materia Cuántica de la Facultad deCiencia en UNIGE. "Este estudio, por lo tanto, cuestiona la opinión de que estos dos estados compiten, como se suponía en gran medida hasta ahora. En cambio, resultan ser dos estados coexistentes que juntos contribuyen a los espectros medidos", dice el profesor Renner.Los físicos de UNIGE han demostrado, utilizando herramientas de simulación teórica, que los espectros experimentales pueden reproducirse perfectamente considerando la superposición dela firma espectroscópica de un superconductor y esta otra firma electrónica, traída a la luz a través de esta nueva investigación.
Este descubrimiento es un avance para comprender la naturaleza del estado superconductor de alta temperatura. Pone en dificultad algunos modelos teóricos basados en la competencia de los dos estados mencionados anteriormente. También arroja nueva luz sobre la naturaleza electrónica de los núcleos de vórtice,lo que potencialmente tiene un impacto en su dinámica. El dominio de esta dinámica, y particularmente del anclaje de vórtices que dependen de su naturaleza electrónica, es fundamental para muchas aplicaciones, como los electroimanes de alto campo.
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Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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