Superconductores a temperatura ambiente: ¿hay esperanza más allá de la atención mediática?

Los superconductores a temperatura ambiente revolucionarían la tecnología de resonancia magnética, abaratando su funcionamiento, permitiendo exploraciones de mayor resolución y detalle, o incluso creando escáneres de resonancia magnética portátiles. Keystone / Gaetan Bally

Los materiales que actúan como superconductores a temperatura ambiente podrían revolucionar nuestro acceso a la energía. Sin embargo, muchos supuestos descubrimientos han resultado ser falsos. Un físico suizo explica en qué punto nos encontramos en la búsqueda del "santo grial" de la física.

El principal conflicto en base al cual se desarrolla la película ‘Avatar’, estrenada en 2009, es hacerse con el control de las montañas flotantes de Pandora, que contienen unobtainium, un valioso superconductor a temperatura ambiente.

Aunque la película es de ciencia ficción, ilustra los esfuerzos de científicos y físicos por descubrir un material capaz de funcionar como superconductor a temperatura ambiente y que, en teoría, podría garantizar un suministro infinito de energía.

Un material de este tipo podría suponer un gran avance en la obtención de imágenes médicas, la levitación de trenes, los vehículos eléctricos y la computación cuántica, por citar sólo algunos ejemplos.

A diferencia de los materiales tradicionales, como el oro o el platino, los superconductores pueden transportar corrientes eléctricas con resistencia cero, es decir, sin perder energía en forma de calor. Hasta ahora, todos los materiales superconductores identificados por los científicos sólo han manifestado estas propiedades a temperaturas extremadamente frías y a muy alta presión, lo que limita mucho su uso.

En julio, un equipo de investigación coreanoEnlace externo afirmó haber creado un superconductor a temperatura ambiente llamado LK-99, lo que atrajo la atención de todo el mundo; el LK-99 se describía como un material policristalino compuesto de cobre, plomo, oxígeno y fósforo. A mediados de agosto, sin embargo, la revista Nature anuncióEnlace externo que algunos científicos habían refutado la hipótesis de que el LK-99 fuera un superconductor de temperatura ambiente. Hace unas semanas, Nature también se retractó de otro artículo científico que anunciaba el descubrimiento de un superconductor a temperatura ambiente, después de que la misma suerte corriera una publicación similar en 2022.

Dirk van der Marel, catedrático emérito de Física de la Universidad de Ginebra, pertenece al grupo de científicos más destacados que han puesto en duda la investigación en la que se basaba el artículo retractado por Nature en 2022. El físico ginebrino explica cómo distinguir entre esperanza y exageración mediática en la carrera por descubrir un superconductor a temperatura ambiente.

SWI swissinfo.ch: ¿Por qué el LK-99 dominó los titulares de los medios de comunicación y generó tanta expectación?

Dirk van der Marel: Creo que la extraordinaria afirmación de los científicos de Corea del Sur satisfizo las expectativas del público sobre otra nueva tecnología después del ChatGPT.

¿Qué pensó la comunidad física suiza del descubrimiento del LK-99?

Inmediatamente pusimos en duda su descubrimiento cuando nos enteramos, e incluso hubo un consenso tácito en la comunidad de físicos suizos de que no perderíamos el tiempo investigando los detalles o intentando replicar el LK-99, a pesar de varios intentos de replicación en todo el mundo. Eso se debió a que las explicaciones teóricas de los posibles mecanismos de superconductividad en LK-99 estaban incompletas en su manuscrito científico – lamento decir que ni siquiera puede llamarse artículo-.

El equipo de investigación surcoreano subió su descubrimiento al sitio web arXiv, una especie de base de datos de acceso abierto. Sin embargo, no es buena señal que un artículo provisional que no ha sido revisado por pares sea recibido con tanto entusiasmo por la comunidad académica y el público en general. La revisión por pares, de hecho, es como un «garante intelectual», un proceso fundamental de validación de los escritos académicos que rechaza los artículos deficientes o de mala calidad. A pesar de sus deficiencias y críticas, este modus operandi sigue considerándose el patrón oro de la credibilidad científica.

Supongamos que se hace un descubrimiento real. ¿Cómo sería nuestra vida con superconductores a temperatura ambiente?

Yo mismo, por ejemplo, he venido hoy aquí en coche eléctrico, que ya es bastante eficiente desde el punto de vista energético. No obstante, los superconductores de temperatura ambiente podrían marcar el comienzo de una nueva era para los vehículos eléctricos, con tiempos de carga más rápidos, mayor autonomía, motores más potentes y el potencial de un cambio social más amplio hacia un transporte más limpio.

En vista de la reciente subida de precios de la electricidad en Suiza, las facturas a pagar serían más baratas gracias a una red eléctrica más eficiente y a la reducción de las pérdidas de electricidad en el transporte y la distribución.

En lo que respecta a mi trabajo de investigación, el descubrimiento de un superconductor también permitiría disponer de aceleradores de partículas más potentes y avanzar en los experimentos de fusión nuclear.

¿Cuáles son los principales obstáculos que hay que superar para generalizar el uso de superconductores a temperatura ambiente?

Es crucial darse cuenta de que la realización de un futuro prometedor depende de nuestra capacidad para resolver los problemas relacionados en términos de limitaciones en ingeniería de materiales o aplicabilidad.

A diferencia del oro y la plata, los materiales superconductores a temperatura ambiente son extremadamente frágiles de manejar. Uno de los usos más obvios es en la red eléctrica: para ser útil, un material superconductor tendría que producirse en serie y ser capaz de resistir la intemperie y la corrosión, ya que muchas líneas conductoras están al aire libre y expuestas a estos elementos.

Después habrá que evaluar si el material superconductor a temperatura ambiente puede producirse en grandes cantidades de forma económica. El objetivo no es construir un coche de oro, ¿verdad? Aún queda mucho camino por recorrer.

En medio de la carrera mundial por descubrir materiales que muestren superconductividad a temperatura ambiente, no hemos tenido noticias de avances significativos en este campo procedentes de Suiza. ¿Por qué?

Para los investigadores, ser silencioso y discreto no significa no hacer nada. Que yo sepa, hay al menos tres grupos de investigación suizos que trabajan en el desarrollo de materiales superconductores. Lo que ocurre es que no hablan constantemente con la prensa y crean expectativas poco realistas.

Lo verdaderamente interesante en el mundo científico es crear algo completamente distinto de lo que espera la comunidad científica.

En ese sentido, el descubrimiento más importante en superconductividad se realizó en Suiza. En 1986, el físico suizo K. Alex Müller y su colega del laboratorio de investigación de IBM en Zúrich, el físico alemán Georg Bednorz, descubrieron por primera vez la superconductividad de alta temperatura en la cerámica. Tuvieron una idea muy original que iba completamente en contra de la teoría establecida hasta entonces. En otras palabras, los dos físicos desarrollaron su propia idea teórica, formulada a su manera, estudiando sistemáticamente materiales que nadie más habría pensado que podían convertirse en superconductores. Fue el comienzo de un desarrollo explosivo que desde entonces ha visto cómo cientos de laboratorios de todo el mundo han empezado a trabajar en materiales similares.

Texto adaptado del inglés por Carla Wolff