“Els físics experimentals necessiten el treball d'aquests teòrics. Sense nosaltres estan cecs”
“Els físics experimentals necessiten el treball d'aquests teòrics. Sense nosaltres estan cecs”
Les sensacions són molt variades. Tinc una il·lusió increïble, perquè sé que això suposarà un gran salt en la meva carrera: he creat el meu propi equip de recerca, ara tinc recursos per a la recerca, una gran independència per al desenvolupament de la recerca… Podré estar centrat en la recerca. Però és cert que alhora he sentit vertigen.
Hauré de deixar-ho en gran manera. M'agrada molt, però és cert que tenim una gran càrrega docent en la Universitat del País Basc, sobretot quan som joves. I ara és el moment de desenvolupar un bon recorregut de recerca, quan tenim entre 30 i 40 anys, quan estem plens d'il·lusió i ganes de treballar. Aquí, no obstant això, tenim dificultats per a realitzar una recerca capdavantera. Jo crec que caldria repensar aquestes coses.
El nostre objectiu és predir quins materials seran els superconductors. La superconductivitat és la propietat de certs metalls i només en determinades condicions: els seus electrons es col·loquen per parelles i es forma una espècie de condensat que poden moure's sense cap resistència. Són, per tant, materials sense cap resistència elèctrica: tenen una resistència elèctrica zero. Això significa que podem generar corrents extremadament grans i transportar-les sense pèrdues. També podem crear imants molt forts per a moltes aplicacions.
El que passa és que de moment els superconductors només s'obtenen a temperatures extremes, molt fredes, i l'objectiu és trobar superconductors a temperatura ambient. S'ha comprovat que els compostos rics en hidrogen poden ser molt adequats, per exemple, fa tres o quatre anys es va demostrar que un compost de sulfur d'hidrogen era un superconductor a -73 °C. Això sí, es necessita una pressió enorme: 150 gigapascales. Però, almenys, demostra que en aquests materials podem trobar bons superconductors. Aquest és el nostre objectiu: trobar superconductors a alta temperatura entre els compostos rics en hidrogen.
És difícil de predir. En els cables convencionals, el 9% de l'energia que generem en les centrals es perd només en el transport per a arribar a les nostres llars. Si portem de les centrals a les llars amb cables superconductors que poden transportar el corrent sense pèrdues, estalviaríem aquest 9%. Crec que empreses innovadores començaran a incorporar cables superconductors en les noves xarxes de distribució.
A més, ja existeixen projectes en els quals els cables superconductors que s'estan introduint en els propis generadors eòlics poden generar molta més energia. De moment han de refredar-se a temperatures molt baixes i, no obstant això, s'està dient que ja són rendibles.
Però caldria veure en quines altres coses poden ser revolucionàries aquest tipus de materials. Crec que la seva major aportació pot ser la creació de motors elèctrics, motors elèctrics molt potents amb cables superconductors. Qui sap que els avions del futur tindran motors elèctrics fabricats amb superconductors. Aquest tipus de motors poden donar una gran potència, fins i tot per a volar un avió. Els motors elèctrics actuals no són capaços de fer-ho.
D'altra banda, els materials superconductors també permeten la levitació. Si poses un superconductor sobre un imant, el levita com dos imants de la mateixa càrrega. Ja existeixen trens fabricats amb materials superconductors que es mouen lleument a gran velocitat.
Jo sóc físic, així que no penso en tecnologia. Tinc clar el repte d'aconseguir un material superconductor a temperatura ambient i pressió ambiental.
Crec que aviat veurem algun superconductor a temperatura ambient, podem comptar els anys amb una sola mà. Recentment s'ha publicat un article en el qual s'indica que un compost de lantani i hidrogen ha aconseguit ser superconductor a una temperatura de gairebé 260 ºK. Això és -13 °C, gairebé temperatura ambient. Però les pressions continuen sent molt altes, es necessiten gairebé 200 gigapascales. Aquí està el major repte. Perquè has de crear i mantenir aquests materials superconductors a molt altes pressions, que si et lleves la pressió desapareixen.
Sí, fa dos anys, investigadors d'Harvard van aconseguir per primera vegada la generació d'hidrogen metàl·lic. En 1968, Neil Anshcroft va anunciar que aquest material podia ser superconductor fins i tot a altes temperatures. Però imagina't la pressió necessària per a convertir l'hidrogen en metàl·lic! Ho han creat a una pressió de 500 gigapascales comprimits en una cel·la de diamant. Això és una pressió enorme, molt major que la que tenim en el centre de la Terra!
Però el propi Ashcroft, just a Sant Sebastià, va escriure en el Donostia International Physics Center, proposant un article que potser, més enllà del mer hidrogen metàl·lic, altres compostos rics en hidrogen també serien superconductors a alta temperatura, però a menor pressió. I la cerca d'ells és el gran repte actual. Tenir hidrogen i estar en estat metall és el que necessites per a crear superconductivitat.
S'ha creat una bona eina de càlcul. En l'última dècada s'han realitzat nombrosos càlculs teòrics i els científics som capaços de predir les propietats dels materials, fins i tot abans que existissin. Això ha suposat una revolució i s'ha vist que molts materials poden ser superconductors a alta pressió. El que passa és que en tots aquests càlculs no es tenien en compte alguns efectes importants: els efectes quàntics. La meva aportació ha estat aquesta: desenvolupar un mètode que tingui en compte aquestes fluctuacions quàntiques. De fet, l'hidrogen és el material més lleuger, per la qual cosa els efectes quàntics tenen una gran influència sobre ell i són molt importants per a explicar per què la superconductivitat es produeix en el sulfur d'hidrogen, per exemple. Això ens ha posicionat bé a nivell internacional.
Sí, però els grups experimentals aprofiten molt la informació que els proporcionem els teòrics. Ens necessiten. Sense nosaltres estan cecs. Els experiments a altes pressions són molt cars. Com ja s'ha indicat, per a la formació de compostos de sulfur d'hidrogen, aquests es dipositen en una cel·la de diamant. Necessiten una gran pressió: posen dos diamants, l'un contra l'altre, fent pressió. Els diamants estan trencant constantment, per això aquests experiments són tan cars.
A mi em fascina la física de la matèria. En definitiva, tota la interacció és només una interacció de Coulomb entre càrregues. Totes les propietats dels materials, inclosa la superconductivitat, són conseqüència d'això. Tenim ions i electrons en interacció. I sabem quina és la interacció. Però tenim tants electrons i ions, on sorgeix una gran complexitat. I es creen moltes propietats. Però sabem la interacció.
El que passa és que hem de simplificar d'alguna manera aquesta gran complexitat que es genera. Aquesta és l'equació que hem de resoldre: quant podem simplificar i, no obstant això, continuar sent exacta? El problema és que les aproximacions que s'han realitzat en els compostos d'hidrogen superconductors no han estat bones, mentre que les aproximacions més complexes que hem desenvolupat han estat adequades per a realitzar aquests càlculs.
Sí, sí, la superconductivitat encara donarà més d'un premi Nobel. A qui aconsegueixi un superconductor a temperatura ambient i pressió ambiental, de seguida li substituiran a Estocolm. I el mateix que explica per què la superconductivitat es produeix en els cupratos, que encara és un gran misteri.
Ah, sí! La competència és bona. La competència impulsa l'acceleració de la ciència, la velocitat. Sempre que no impliqui negligència científica. Jo sóc molt competitiva.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian