“Los físicos experimentales necesitan el trabajo de estos teóricos. Sin nosotros están ciegos”
“Los físicos experimentales necesitan el trabajo de estos teóricos. Sin nosotros están ciegos”
Las sensaciones son muy variadas. Tengo una ilusión increíble, porque sé que eso va a suponer un gran salto en mi carrera: he creado mi propio equipo de investigación, ahora tengo recursos para la investigación, una gran independencia para el desarrollo de la investigación… Voy a poder estar centrado en la investigación. Pero es cierto que a la vez he sentido vértigo.
Tendré que dejarlo en gran medida. Me gusta mucho, pero es cierto que tenemos una gran carga docente en la Universidad del País Vasco, sobre todo cuando somos jóvenes. Y ahora es el momento de desarrollar un buen recorrido de investigación, cuando tenemos entre 30 y 40 años, cuando estamos llenos de ilusión y ganas de trabajar. Aquí, sin embargo, tenemos dificultades para realizar una investigación puntera. Yo creo que habría que repensar estas cosas.
Nuestro objetivo es predecir qué materiales serán los superconductores. La superconductividad es la propiedad de ciertos metales y sólo en determinadas condiciones: sus electrones se colocan por parejas y se forma una especie de condensado que pueden moverse sin ninguna resistencia. Son, por tanto, materiales sin ninguna resistencia eléctrica: tienen una resistencia eléctrica cero. Esto significa que podemos generar corrientes extremadamente grandes y transportarlas sin pérdidas. También podemos crear imanes muy fuertes para muchas aplicaciones.
Lo que pasa es que de momento los superconductores sólo se obtienen a temperaturas extremas, muy frías, y el objetivo es encontrar superconductores a temperatura ambiente. Se ha comprobado que los compuestos ricos en hidrógeno pueden ser muy adecuados, por ejemplo, hace tres o cuatro años se demostró que un compuesto de sulfuro de hidrógeno era un superconductor a -73 ºC. Eso sí, se necesita una presión enorme: 150 gigapascales. Pero, al menos, demuestra que en estos materiales podemos encontrar buenos superconductores. Ese es nuestro objetivo: encontrar superconductores a alta temperatura entre los compuestos ricos en hidrógeno.
Es difícil de predecir. En los cables convencionales, el 9% de la energía que generamos en las centrales se pierde sólo en el transporte para llegar a nuestros hogares. Si llevamos de las centrales a los hogares con cables superconductores que pueden transportar la corriente sin pérdidas, ahorraríamos ese 9%. Creo que empresas innovadoras van a comenzar a incorporar cables superconductores en las nuevas redes de distribución.
Además, ya existen proyectos en los que los cables superconductores que se están introduciendo en los propios generadores eólicos pueden generar mucha más energía. Por el momento deben enfriarse a temperaturas muy bajas y, sin embargo, se está diciendo que ya son rentables.
Pero habría que ver en qué otras cosas pueden ser revolucionarias este tipo de materiales. Creo que su mayor aportación puede ser la creación de motores eléctricos, motores eléctricos muy potentes con cables superconductores. Quién sabe que los aviones del futuro tendrán motores eléctricos fabricados con superconductores. Este tipo de motores pueden dar una gran potencia, incluso para volar un avión. Los motores eléctricos actuales no son capaces de hacerlo.
Por otro lado, los materiales superconductores también permiten la levitación. Si pones un superconductor sobre un imán, lo levita como dos imanes de la misma carga. Ya existen trenes fabricados con materiales superconductores que se mueven levemente a gran velocidad.
Yo soy físico, así que no pienso en tecnología. Tengo claro el reto de conseguir un material superconductor a temperatura ambiente y presión ambiental.
Creo que pronto veremos algún superconductor a temperatura ambiente, podemos contar los años con una sola mano. Recientemente se ha publicado un artículo en el que se indica que un compuesto de lantano e hidrógeno ha conseguido ser superconductor a una temperatura de casi 260 ºK. Esto es -13ºC, casi temperatura ambiente. Pero las presiones siguen siendo muy altas, se necesitan casi 200 gigapascales. Ahí está el mayor reto. Porque tienes que crear y mantener estos materiales superconductores a muy altas presiones, que si te quitas la presión desaparecen.
Sí, hace dos años, investigadores de Harvard consiguieron por primera vez la generación de hidrógeno metálico. En 1968, Neil Anshcroft anunció que este material podía ser superconductor incluso a altas temperaturas. ¡Pero imagínate la presión necesaria para convertir el hidrógeno en metálico! Lo han creado a una presión de 500 gigapascales comprimidos en una celda de diamante. ¡Eso es una presión enorme, mucho mayor que la que tenemos en el centro de la Tierra!
Pero el propio Ashcroft, justo en San Sebastián, escribió en el Donostia International Physics Center, proponiendo un artículo que quizá, más allá del mero hidrógeno metálico, otros compuestos ricos en hidrógeno también serían superconductores a alta temperatura, pero a menor presión. Y la búsqueda de ellos es el gran reto actual. Tener hidrógeno y estar en estado metal es lo que necesitas para crear superconductividad.
Se ha creado una buena herramienta de cálculo. En la última década se han realizado numerosos cálculos teóricos y los científicos somos capaces de predecir las propiedades de los materiales, incluso antes de que existieran. Esto ha supuesto una revolución y se ha visto que muchos materiales pueden ser superconductores a alta presión. Lo que pasa es que en todos estos cálculos no se tenían en cuenta algunos efectos importantes: los efectos cuánticos. Mi aportación ha sido esa: desarrollar un método que tenga en cuenta estas fluctuaciones cuánticas. De hecho, el hidrógeno es el material más ligero, por lo que los efectos cuánticos tienen una gran influencia sobre él y son muy importantes para explicar por qué la superconductividad se produce en el sulfuro de hidrógeno, por ejemplo. Esto nos ha posicionado bien a nivel internacional.
Sí, pero los grupos experimentales aprovechan mucho la información que les proporcionamos los teóricos. Nos necesitan. Sin nosotros están ciegos. Los experimentos a altas presiones son muy caros. Como ya se ha indicado, para la formación de compuestos de sulfuro de hidrógeno, éstos se depositan en una celda de diamante. Necesitan una gran presión: ponen dos diamantes, uno contra otro, haciendo presión. Los diamantes están rompiendo constantemente, por eso estos experimentos son tan caros.
A mí me fascina la física de la materia. En definitiva, toda la interacción es sólo una interacción de Coulomb entre cargas. Todas las propiedades de los materiales, incluida la superconductividad, son consecuencia de ello. Tenemos iones y electrones en interacción. Y sabemos cuál es la interacción. Pero tenemos tantos electrones e iones, donde surge una gran complejidad. Y se crean muchas propiedades. Pero sabemos la interacción.
Lo que pasa es que tenemos que simplificar de alguna manera esa gran complejidad que se genera. Esa es la ecuación que tenemos que resolver: ¿cuánto podemos simplificar y, sin embargo, seguir siendo exacta? El problema es que las aproximaciones que se han realizado en los compuestos de hidrógeno superconductores no han sido buenas, mientras que las aproximaciones más complejas que hemos desarrollado han sido adecuadas para realizar estos cálculos.
Sí, sí, la superconductividad todavía dará más de un premio Nobel. A quien consiga un superconductor a temperatura ambiente y presión ambiental, enseguida le sustituirán en Estocolmo. Y lo mismo que explica por qué la superconductividad se produce en los cupratos, que todavía es un gran misterio.
¡Ah, sí! La competencia es buena. La competencia impulsa la aceleración de la ciencia, la velocidad. Siempre que no implique negligencia científica. Yo soy muy competitiva.
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