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Strange Metals’ han revelado un tipo completamente nuevo de corriente eléctrica

Strange Metals’ han revelado un tipo completamente nuevo de corriente eléctrica

'Strange Metals' han revelado un tipo completamente nuevo de corriente eléctrica El óxido de cobre de estroncio metálico de l

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Strange Metals' han revelado un tipo completamente nuevo de corriente eléctrica

‘Strange Metals’ han revelado un tipo completamente nuevo de corriente eléctrica

El óxido de cobre de estroncio metálico de lantano podría no significar mucho para la mayoría de nosotros, pero para los físicos podría ser el secreto para desarrollar componentes electrónicos que conduzcan electricidad con una eficiencia casi perfecta.

Cuando se coloca dentro de un poderoso campo magnético, la sustancia no se comporta del mismo modo que otros metales.

Una vez que aprendamos por qué, finalmente podríamos entender cómo una atractiva clase de materiales llamados superconductores de alta temperatura (HTS) trabajan su magia.

A diferencia de sus primos de baja temperatura, estos materiales cálidos están hechos de ciertas combinaciones de elementos dispuestos de modo que una carga se puede mover con libertad a pesar de las interrupciones de las partículas rítmicamente onduladas.

Eso sí, “cálido” es bastante relativo. Todavía necesitan temperaturas por debajo de -135 ° C (-211 ° F). Eso es mejor que los aproximadamente -240 ° C (-405 ° F) de los superconductores de baja temperatura, pero no ayudará a exprimir más jugo de la batería de su computadora portátil.

Extender los límites de los superconductores de alta temperatura podría llevarnos allí algún día. El único problema es que no sabemos mucho sobre cómo funcionan.

Un equipo de investigación liderado por el Laboratorio Nacional de Alto Campo Magnético de la Universidad Estatal de Florida ha encontrado una coincidencia interesante que podría indicar el camino hacia un mecanismo detrás del fenómeno.

Extrañas características

En la mayoría de los metales, los electrones interactúan con otras partículas en su entorno para formar lo que se llama una cuasipartícula. Más que la suma de sus partes, este objeto tiene todas las características de tu electrón normal, con algunos ajustes.

Las cuasipartículas también se usan para explicar cómo una carga se mueve suavemente a través de superconductores. Al unir las características de su entorno, el electrón cambia su comportamiento y lo ayuda a comportarse de maneras inusuales.

Comprender más acerca de estos estados cuasiparticulares parece ser la clave para resolver el rompecabezas de cómo construir un superconductor que pueda manejar algo de calor.

Los materiales de óxido de cobre, llamados cupratos, forman una categoría de HTS. Son finas láminas de óxido de cobre intercaladas entre otros materiales que ayudan a “dopar” las capas conductoras.

A la temperatura correcta, esta combinación se convierte en lo que los científicos de los materiales llaman un “metal extraño”.

La extrañeza proviene de la extraña relación entre la caída constante de la temperatura y la cantidad de resistencia proporcionada por sus oscilantes átomos.

Para la mayoría de los metales, a medida que la temperatura sube, cada grado agregado agrega la misma cantidad de resistencia. Toda esta relación lineal se desmorona a temperaturas más frías.

No es así para los cupratos. Mientras todavía están en su zona fría superconductora, continúan mostrando una relación lineal “extraña” entre la resistencia y la temperatura.

Nuevos flujos

Los investigadores tenían curiosidad sobre la relación entre la resistencia y la fuerza del campo magnético circundante. Otros estudios habían aplicado el magnetismo para probar varias características de cupratos, pero ninguno había estudiado variaciones en su fuerza.

Así que colocaron una pieza de cuprato lantano óxido de cobre estroncio en un campo magnético de la friolera de 80 teslas, más de 50 veces más fuerte que el campo que encontrarías en tu escáner médico promedio .

Ajustar este campo también reveló una relación lineal en la resistencia, tal como lo tuvo en su estado “extraño” con un descenso de la temperatura.

Es poco probable que las similitudes sean pura coincidencia.

“Usualmente cuando ves esas cosas, eso significa que es un principio muy simple detrás de esto”, dice el físico Arkady Shekhter.

Encontrar un aumento proporcional en la resistencia con un aumento en el magnetismo también sugiere una correlación en los comportamientos de electrones , algo que se sospecha pero a falta de más evidencia.

Esa correlación entre electrones pasa a descartar cualquier papel para cuasipartículas independientes. Lo que significa que tiene que ser algo completamente diferente a su conductividad típica.

“Aquí tenemos una situación en la que ningún idioma existente puede ayudar”, dice Shekhter . “Necesitamos encontrar un nuevo lenguaje para pensar sobre estos materiales”.

Con un nuevo lenguaje viene la posibilidad de nuevas formas de construir y sintonizar materiales aún más extraños con propiedades superconductoras.

Incluyendo, tal vez, algunos que no necesitan un tanque de hidrógeno líquido para mantenerse frescos.

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