Física

Superconductores delgados soportan campos magneticos mas fuertes


Este hallazgo puede ser útil para tecnologías que emplean imanes superconductores, como por ejemplo los sistemas de Resonancia Magnética por Imágenes (MRI).

El equipo de especialistas, de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, ha creado hilos superconductores de alta calidad y dimensiones moleculares, y ha analizado su comportamiento en campos magnéticos de diversas intensidades. Los resultados de sus observaciones han confirmado que ciertas teorías desarrolladas para los superconductores de tamaño grande también son aplicables a los superconductores a escala molecular.

Para estudiar este fenómeno, los investigadores comenzaron por ubicar un nanotubo de carbono de pared única en una zanja muy estrecha (unos 100 nanómetros de ancho), grabada en la superficie de una lámina de silicio. El nanotubo fue entonces cubierto con una fina película de material superconductor (Molibdeno-Germanio), enfriado por debajo de su temperatura crítica, y se procedió a examinar sus propiedades en presencia de un campo magnético.

Usualmente, cuando se aplica un campo magnético a un superconductor, el campo reprime o incluso destruye la superconductividad. Sin embargo, cuanto más pequeño es el diámetro del superconductor, más débiles son los efectos destructivos del campo magnético. Eso han podido comprobarlo los investigadores. El campo magnético tuvo muy poco efecto sobre el nanocable, de unos diez nanómetros de diámetro. El ser tan delgado le dotó de ventajas frente a un superconductor convencional.

Superconductores delgados
Alexey Bezryadin (Foto: Kwame Ross )
Sin embargo, tal como advierte Alexey Bezryadin, físico de la mencionada universidad, nadie debería proponerse reducir el diámetro del cable indefinidamente. A medida que el diámetro va siendo reducido, se acentúan cada vez más los efectos que debilitan a la superconductividad. Y de hecho, los resultados del equipo de Urbana-Champaign muestran que los hilos tan delgados no tienen en realidad una resistencia cero, como sí la tienen los de su mismo tipo pero grosor normal. Se ha constatado que cuanto más delgado es el cable, mayor es su resistencia eléctrica.

Puesto que los superconductores a escala nanométrica no repelen campos magnéticos, podrían resultar útiles en una amplia gama de aplicaciones superconductoras. Por ejemplo, incorporando nanohilos como filamentos en cables superconductores mayores, podría ser transportada más corriente sin el obstáculo de un campo magnético perturbador.

Es conveniente optimizar los diámetros de los cables con el fin de producir superconductores con la mayor capacidad posible para transportar fuertes corrientes y aguantar potentes campos magnéticos. El nanocable no debe ser demasiado grueso, para de este modo ser menos vulnerable a campos magnéticos; pero tampoco debe ser demasiado delgado, para garantizar que mantiene intacta su capacidad superconductora. Hay que lograr, por tanto, el equilibrio idóneo. A esa meta se encaminan ahora las nuevas investigaciones.



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