La pregunta Naukas 2014 – Laura Morrón

La pregunta Naukas 2014

¿Cuál será el avance o descubrimiento de la ciencia que más va a cambiar el mundo en los próximos años?

La conquista de la superconductividad a temperatura ambiente es uno de los mayores retos de la física teórica actual.

Tras el descubrimiento de los superconductores por Heike Kamerlingh Onnes, sus posibles aplicaciones tardaron en llegar puesto que se veían restringidas por la dificultad y el coste que suponía conseguir temperaturas cercanas al cero absoluto. Por ello, desde el principio, los investigadores trataron de obtener nuevos compuestos cuya temperatura de transición al estado superconductor fuese superior a la temperatura de ebullición del helio (4.15 K). El desafío era conseguir materiales cuyas temperaturas críticas fueran superiores a la temperatura de ebullición del Nitrógeno (77,85 K) ya que éste podía obtenerse a bajo costo.

Al poco tiempo se identificaron otros metales con temperaturas críticas ligeramente más altas y, a partir de los años 1930, la superconductividad se observó también en cuerpos compuestos, principalmente en aleaciones intermetálicas. Pero el gran avance en este campo, se produjo en 1986, con el descubrimiento por parte de J. C. Bednorz y K. A. Müller (Premio Nobel de Física 1987), de los superconductores a alta temperatura.

Contar con materiales como los óxidos de cobre que podían enfriarse con nitrógeno líquido parecía hacer más viable su empleo, sin embargo, su carácter cerámico los hace frágiles y difíciles de manejar. Afortunadamente, se están desarrollando métodos que abaratan y mejoran su fabricación, y que permitirán que su uso se generalice en un futuro cercano.

Otra dificultad que presentan los superconductores de alta temperatura para su implementación generalizada es el valor de su corriente crítica, es decir, la corriente a partir de la cual el material deja de ser superconductor y empieza a disipar energía. La disminución que sufre conforme aumenta el tamaño del superconductor supone una limitación en la construcción a gran escala. Para más inri, esta situación se agrava en presencia del campo magnético que en estos materiales, a diferencia del caso de los superconductores convencionales, penetra en forma de vórtices. Si estos se mueven al aplicar la corriente, se pierde el estado superconductor. Una forma de inmovilizar los vórtices es anclarlos a defectos de la red. Los avances realizados recientemente en este tema también hacen prever un uso mucho más extenso en los próximos años.

En cualquier caso, el paso verdaderamente importante será contar con superconductividad a temperatura ambiente y para que eso se produzca es crucial conocer el mecanismo que convierte en superconductores los cupratos o los materiales de hierro. Por desgracia, casi treinta años después del descubrimiento de sus propiedades, todavía no se dispone de una teoría consistente y comprobada experimentalmente. Esto, que puede parecer o ser descorazonador, en mi opinión, no lo es tanto. Como todo buen desafío científico está generando mucho interés y se suceden importantes y sorprendentes descubrimientos sobre la naturaleza de los superconductores de altas temperaturas. No parece descabellado pensar que todo ese esfuerzo y dedicación en el estudio de la naturaleza de estos materiales pueda descubrirnos sus secretos antes de lo que imaginamos o, al menos, proporcionarnos suficiente información para saber convertirlos en superconductores a temperatura ambiente.


20 Comentarios

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ununcuadioununcuadio

Cada vez siento más bochorno al recordar mi respuesta :(
Muy interesante, Laura!

Luis Fontana GallegoLuis Fontana Gallego

Laura, aunque no entiendo, si tú lo dices estoy contigo. No me cabe duda de que poco a poco se mejorará en este tema como en muchos otros. Recuerda las capacidades de los ordenadores, por poner un ejemplo. Por eso necesitamos I+D.
Buen post, by the way. Besos.

Laura Morrón

Exacto Luis, necesitamos I+D para seguir adelante y para poder descubrir todas estas grandes cosas que nos están esperando.
Creo que esta inicitiva servirá para poner aún más de relieve dicha importancia.
Un beso muy fuerte

PEPEPEPE

Sin duda alguna el artículo está muy bueno, pero el problema es el siguiente: el título del artículo no cuadra con el artículo. Me explico, de seguro muchos no estaran de acuerdo en que sólo la superconductividad será el que más cambiará el mundo, y el artículo no muestra por qué la superconductividad será la más importante. El artículo se enforca en describir el progreso de la superconductividad.

Laura Morrón

Pepe,
Antes que nada, gracias por comentar. Se trata de hablar de ciencia y de lo que te ha parecido la respuesta. La superconductividad es lo que, en mi opinión puede suponer un gran cambio en el futuro si se sigue trabajando a este ritmo. Por supuesto que hay muchos más, y seguro que irán saliendo.
Si he hablado del progreso ha sido para remarcar el modo en el que se está trabajando en el tema ya que eso es fundamental para que llegue a buen puerto. No se trata tanto de desbancar las demás opciones, puesto que no conozco todas las demás, sino de dar la queme parece que podría ser factible.
La diferente interpretación de la pregunta que demos también enriquecerá la variedad de respuestas que vayan apareciendo.
Lo dicho, ¡muchas gracias por aportar tu opinión!
Un saludo

JuanjoJuanjo

Cierto Pepe, totalmente de acuerdo contigo. No deja de ser una mera opinión. Sólo hay que irse 120 años atrás y hacerse la misma pregunta cuando se creía que ya estaba casi todo explicado en la Física del siglo XIX.

AntonioAntonio

Estoy de acuerdo con Pepe, no se ha hablado de por qué sería importante la superconductividad a temperatura ambiente. Aparte de la obvia (llevar electricidad a las casas de forma más barata) se podría hablar de otras aplicaciones, como reactores de fusión más pequeños y con más rendimiento, chips más pequeños y que no necesitan refrigeración, baterías con más capacidad y menos peso, etc.

Laura Morrón

Cierto Antonio, podría haber hecho más hincapié en todas las aplicaciones y no centrarme, tal y como he optado, en explicar la evolución hacia el posible logro de la superconductividad a temperatura ambiente.
Veo que conoces muy bien estas aplicaciones pero si alguien necesita más información puede recurrir a esta página http://www3.icmm.csic.es/superconduc...?page_id=24
Gracias por comentar,
Un saludo,
Laura

AntonioAntonio

Muchas gracias por el enlace, aunque hay un error al principio de la página. Los imanes más potentes de la actualidad no son superconductores. Los de tipo Bitter son más potentes que ellos, y los de tipo híbrido Bitter-superconductor son los más potentes de todos:

http://www.magnet.fsu.edu/education/...rticle.html

Un saludo y gracias por la rápida respuesta.

Antonio

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RadiactivoMan

Encontrar un material superconductor a temperatura ambiente sería la mayor revolución tecnológica conocida. @lauramorron ha dado en el clavo

Regina Schroeder

Para el año 2005 se espera haber logrado materiales superconductores cuya temperatura crítica haya alcanzado la temperatura ambiente, lo que ampliaría la cobertura práctica de su aplicación en dispositivos comerciales y que con el advenimiento de nuevos materiales el mercado actual de superconductores tenderá a aumentarse significativamente a tal punto que los cálculos más optimistas hablan de aproximadamente US$ 35.000 millones.

Laura Morrón

Gracias por el comentario Regina,
¿Quieres decir 2015? ¡Eso está al caer!
¿Trabajas en superconductores? ¿Dónde has encontrado el dato de la fecha?

Un saludo

Antonio LorenzoAntonio Lorenzo

Hum. Sí, la superconductividad a temperatura ambiente me parecería algo de proporciones colosales. Pero creo que por las implicaciones que podría tener (fuera de la ciencia, si es que hay algo que esté fuera de la ciencia) para mí sería mucho más impactante algún descubrimiento que viniera del lado de la Astrobiología y la exploración planetaria.
Me parece que no es algo desproporcionadamente descabellado, y a medida que voy leyendo más sobre el asunto, más probable me parece. Claro que mi opinión está monstruosamente coja en ese aspecto. Mi conocimiento es infinitesimal al respecto. :-)

Me parecería fabuloso que alguien anunciara el descubrimiento de algún extremófilo en Titán o algo así.
Ah! Y Curiosity también está haciendo sus pinitos y ganando méritos para encontrar algo relevante.

Fascinante todo lo que hemos vivido en el ámbito científico, y más fascinante me parece lo que nos queda por ver.

:-).

Laura Morrón

Gracias por participar, Antonio!
Creo que todos tenemos en la cabeza varias cosas que pensamos que pueden marcar una revolución. Lo interesante es que seguramente irán saliendo en las diferentes respuestas y muy bien explicadas por personas que entienden y las tienen muy cerca.
El hecho de que haya varias cosas así, ya nos dice hasta qué punto es apasionante la ciencia.
Un beso
Laura

Deborah García Bello

Los libros de texto de Física de cuando estudiaba en el colegio siempre hablaban de esto al final de algún tema. Y todos los cursos en lo que he impartido Física también me he encontrado con lo mismo, así que me ha tocado a mí fantasear en clase con esta idea curso tras curso. Llegará un día en el que me encuentre con algún antiguo alumno en un tren levitador y le podré decir “¡te lo dije!”

IvánIván

Y el secreto de 30 años es resuelto:
http://www.cam.ac.uk/research/news/s...er-30-years

Respecto a las aplicaciones que pueden derivar de los semiconductores a temperatura ambiente, son muchísimas mas de las que usualmente se nombran. Física de lo imposible, de Michio Kaku trata de las tecnologías que espera se desarrollen en tiempos futuros -incluídos sables láser o viajes superlumínicos- y habla en la mitad de sus capítulos de semiconductores a temperatura ambiente. Recomiendo muchísimo el libro a todos.

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