¿Qué es un superconductor de alta temperatura?

Un superconductor de alta temperatura (HTS) es un material que demuestra propiedades eléctricas superconductoras por encima de la temperatura de estado líquido del helio. Este rango de temperatura, de aproximadamente -452 ° a -454 ° Fahrenheit (-269 ° a -270 ° Celsius) era el límite teórico para la superconductividad. En 1986, sin embargo, los investigadores estadounidenses Karl Muller y Johannes Bednorz descubrieron un grupo de compuestos superconductores de alta temperatura basados ​​en cobre. Estos cupratos, como el óxido de cobre de bario Yttrium, YBCO ₇ , las variaciones en el óxido de cobre de lantano estroncio, LSCO y óxido de cobre de mercurio, Hgcuo, exhibieron superconductividad a temperaturas de hasta -256 ° ° Fahrenheit (-160 ° Celsius).

El descubrimiento de Muller y Bednorz condujo a la adjudicación del Premio Nobel de Física en 1987 a ambos investigadores, pero el campo continuó evolucionando. El estudio en curso en 2008 produjo una nueva clase de compuestos que exhibió superconductividad, basado en los elementos de iRon y Arsénico, como el arsénico de hierro de óxido de lantano, Laofeas. Primero fue demostrado como un superconductor de alta temperatura por Hideo Hosono, un investigador de ciencias de los materiales en Japón, en un rango de temperatura de -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius). Otros elementos raros mezclados con hierro, como cerio, samario y neodimio crearon nuevos compuestos que también demostraron propiedades superconductivas. El registro de 2009 para un superconductor de alta temperatura se logró con un compuesto hecho de talio, mercurio, cobre, bario, calcio, estroncio y oxígeno combinados, lo que demuestra superconductividad a -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius).

El enfoque del campo de la investigación de superconductores de alta temperatura a partir de 2011 ha sido la ingeniería de ciencias de los materiales de mejores compuestos. Cuando se alcanzaron temperaturas de -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) para materiales superconductores,Esto permitió examinar sus cualidades en presencia de nitrógeno líquido. Dado que el nitrógeno líquido es un componente común y estable de muchos ambientes de laboratorio y existe a una temperatura de -320 ° Fahrenheit (-196 ° Celsius), ha hecho que las pruebas de nuevos materiales sean mucho más prácticos y generalizados.

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El beneficio de la tecnología superconductora a la sociedad convencional todavía requiere materiales que pueden operar a temperatura ambiente. Dado que los superconductores ofrecen literalmente ninguna resistencia al flujo eléctrico, la corriente podría pasar a través de un cable superconductor casi indefinidamente. Esto reduciría las tasas de consumo de energía para todas las necesidades eléctricas, así como también haría que dichos dispositivos sean ultra rápido en comparación con la tecnología electrónica estándar. Los imanes potentes estarían disponibles para trenes de levitación magnética asequible, aplicaciones médicas y producción de energía de fusión. Además, tales tecnologías de superconductores podrían incluir el desarrollo de computadoras cuánticas potencialmente cientosde millones de veces más rápido en el procesamiento de datos que los que existen en 2011.