SECUF: Traspasando barreras en la búsqueda de nuevos Superconductores
En las afueras de Beijing, se erigen modestos edificios marcados con una distintiva «X», simbolizando «extremo». Dentro de este enclave, conocido como la Instalación Sinérgica para Usuarios de Condiciones Extremas (SECUF), es donde científicos del mundo convergen para desafiar los límites de la materia empleando campos magnéticos, presiones y temperaturas extremas, así como técnicas de vanguardia con una precisión temporal sin precedentes, exploran nuevas facetas de la realidad.
Uno de los principales objetivos de esta instalación, que ha requerido una inversión de 220 millones de dólares, es la búsqueda de nuevos superconductores, materiales que conducen electricidad sin resistencia. El director fundador de SECUF, el físico de materia condensada del Instituto de Física (IOP) de la Academia de Ciencias de China, Li Lu, destaca la oportunidad que esta amalgama de condiciones extremas proporciona para descubrimientos pioneros.
Comprender los mecanismos que subyacen a la superconductividad representa un hito crucial en la búsqueda global de materiales que puedan exhibir este fenómeno a temperatura ambiente. Un avance de este tipo podría revolucionar la tecnología, desde computadoras más rápidas hasta una reducción significativa del consumo de energía.
En el contexto de condiciones extremas, la materia revela propiedades que, de otro modo, permanecerían ocultas. Por ejemplo, algunos materiales aparentemente ordinarios se transforman en superconductores cuando se someten a altas presiones y temperaturas extremadamente frías.
Sin embargo, medir la superconductividad puede resultar complicado debido a las diferentes manifestaciones que puede adoptar. La capacidad de SECUF para combinar estas condiciones extremas en una sola instalación ofrece a los investigadores la oportunidad de caracterizar muestras de manera más completa y eficiente.
Desde septiembre del año pasado, las 22 estaciones experimentales de SECUF han estado en pleno funcionamiento. Estas estaciones están equipadas con tecnologías de vanguardia, como la celda de yunque cúbica, imanes superconductores y sistemas de enfriamiento a base de helio. Estos instrumentos permiten a los científicos medir una variedad de propiedades y características electrónicas con una precisión sin precedentes.
Un aspecto destacado es la capacidad de SECUF para descubrir nuevos superconductores, como uno magnético poco común y otro basado en manganeso. Además, la instalación alberga un potente imán superconductor que permite realizar mediciones de resonancia magnética nuclear (RMN). Esta técnica proporciona una ventana para comprender los mecanismos detrás de los superconductores de alta temperatura.
A pesar de que el imán de SECUF produce un campo magnético más débil en comparación con otras instalaciones, su capacidad para mantener un campo magnético estable durante períodos prolongados lo convierte en un recurso valioso para investigaciones prolongadas con las mismas muestras.
Otra contribución significativa de SECUF es su capacidad para permitir la realización de experimentos personalizados. Por ejemplo, investigadores como Alexander Eaton, de la Universidad de Cambridge, utilizaron la instalación para explorar las propiedades electrónicas de un superconductor poco común llamado ditelluuro de uranio. Este acceso personalizado a la instalación permite a los científicos realizar experimentos que de otro modo serían imposibles.
Además de la superconductividad, SECUF es un lugar donde los científicos pueden explorar una amplia gama de fenómenos, desde las propiedades de los semiconductores hasta los estados cuánticos de la materia. La instalación está abierta tanto a investigadores nacionales como internacionales, promoviendo la colaboración global en la vanguardia de la investigación científica.
En resumen, SECUF representa un logro en la investigación científica, proporcionando a los investigadores una plataforma única para explorar las profundidades de la materia en condiciones extremas. Con su capacidad para descubrir nuevos materiales, comprender la superconductividad y explorar una variedad de fenómenos cuánticos, SECUF está abriendo el camino hacia avances tecnológicos y científicos revolucionarios.
Referencias
- Nature Publishing Group. (2024). Superconductivity hunt gets boost from China’s $220 million physics “playground.” Nature. https://doi.org/10.1038/d41586-024-01192-4