Construcción átomo por átomo de nuevos superconductores


La investigación cuántica de vanguardia está investigando nuevos superconductores como "diamagnetos ideales" sin resistencia, que tienen potencial para aplicaciones en computadoras cuánticas.

Micrografía de túnel de barrido de dos de las estructuras superconductoras resultantes, que consisten en átomos de cromo individuales. Crédito de la foto: Universidad de Zúrich
Micrografía de túnel de barrido de dos de las estructuras superconductoras resultantes, que consisten en átomos de cromo individuales. Crédito de la foto: Universidad de Zúrich

¿Qué caracterizará a la computadora del futuro? ¿Cómo funcionará su funcionalidad? Responder a estas preguntas sirve como un catalizador importante para la investigación básica en física. Existen numerosos escenarios posibles, desde el avance de la electrónica clásica hasta la exploración de la computación neuromórfica y cuántica.

Investigadores de la Universidad de Zurich han logrado una hazaña notable al diseñar meticulosamente superconductores átomo por átomo, creando estados de materia inexplorados previamente. Los investigadores se han esforzado más en encontrar nuevos materiales cuánticos que liberen estos efectos, utilizando equipos de última generación.

Índice del contenido

Un enfoque novedoso de la superconductividad

Los investigadores fabricaron los materiales necesarios y los crearon átomo por átomo. Su enfoque principal está en los tipos de superconductores orientados al futuro, que son particularmente fascinantes porque no tienen resistencia eléctrica a bajas temperaturas. A menudo denominados "diamagnetos ideales", estos superconductores se utilizan ampliamente en las computadoras cuánticas debido a sus extraordinarias interacciones con los campos magnéticos. Si bien los físicos teóricos han pasado años estudiando y prediciendo varios estados superconductores, los investigadores señalan que solo un subconjunto limitado de ellos se ha detectado definitivamente en materiales reales.

Dos nuevos tipos de superconductividad

Utilizando un microscopio de efecto túnel, lograron precisión atómica al manipular y depositar los átomos exactamente donde se necesitaban. Esta técnica avanzada también se utilizó para medir las propiedades magnéticas y superconductoras del sistema. Al introducir átomos de cromo en la superficie del niobio superconductor, los investigadores crearon dos formas novedosas de superconductividad. Si bien anteriormente se han utilizado métodos similares para manipular átomos y moléculas de metal, este enfoque pionero representa la primera fabricación exitosa de superconductores bidimensionales utilizando esta técnica.

Los resultados confirman las predicciones teóricas de los físicos y alimentan la especulación sobre la posible formación de otros nuevos estados de la materia mediante este método. Este emocionante desarrollo abre posibilidades para explorar cómo estos estados recién descubiertos podrían usarse en futuras computadoras cuánticas.

Referencia: Martina O. Soldini et al, Redes Shiba bidimensionales como posible plataforma para la superconductividad topológica cristalina, física natural (2023). DOI: 10.1038/s41567-023-02104-5

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