“Os físicos experimentais necesitan o traballo destes teóricos. Sen nós están cegos”
“Os físicos experimentais necesitan o traballo destes teóricos. Sen nós están cegos”
As sensacións son moi variadas. Teño una ilusión incrible, porque se que iso vai supor un gran salto na miña carreira: creei o meu propio equipo de investigación, agora teño recursos paira a investigación, una gran independencia paira o desenvolvemento da investigación… Vou poder estar centrado na investigación. Pero é certo que á vez sentín vertixe.
Terei que deixalo en gran medida. Gústame moito, pero é certo que temos una gran carga docente na Universidade do País Vasco, sobre todo cando somos novos. E agora é o momento de desenvolver un bo percorrido de investigación, cando temos entre 30 e 40 anos, cando estamos cheos de ilusión e ganas de traballar. Aquí, con todo, temos dificultades paira realizar una investigación punteira. Eu creo que habería que repensar estas cousas.
O noso obxectivo é predicir que materiais serán os superconductores. A superconductividad é a propiedade de certos metais e só en determinadas condicións: os seus electróns colócanse por parellas e fórmase una especie de condensado que poden moverse sen ningunha resistencia. Son, por tanto, materiais sen ningunha resistencia eléctrica: teñen una resistencia eléctrica cero. Isto significa que podemos xerar correntes extremadamente grandes e transportalas sen perdas. Tamén podemos crear imáns moi fortes paira moitas aplicacións.
O que pasa é que de momento os superconductores só se obteñen a temperaturas extremas, moi frías, e o obxectivo é atopar superconductores a temperatura ambiente. Comprobouse que os compostos ricos en hidróxeno poden ser moi adecuados, por exemplo, fai tres ou catro anos demostrouse que un composto de sulfuro de hidróxeno era un superconductor a -73 ºC. Iso si, necesítase una presión enorme: 150 gigapascales. Pero, polo menos, demostra que nestes materiais podemos atopar bos superconductores. Ese é o noso obxectivo: atopar superconductores a alta temperatura entre os compostos ricos en hidróxeno.
É difícil de predicir. Nos cables convencionais, o 9% da enerxía que xeramos nas centrais pérdese só no transporte paira chegar aos nosos fogares. Se levamos das centrais aos fogares con cables superconductores que poden transportar a corrente sen perdas, aforrariamos ese 9%. Creo que empresas innovadoras van comezar a incorporar cables superconductores nas novas redes de distribución.
Ademais, xa existen proxectos nos que os cables superconductores que se están introducindo nos propios xeradores eólicos poden xerar moita máis enerxía. Polo momento deben arrefriarse a temperaturas moi baixas e, con todo, está a dicirse que xa son rendibles.
Pero habería que ver en que outras cousas poden ser revolucionarias este tipo de materiais. Creo que a súa maior achega pode ser a creación de motores eléctricos, motores eléctricos moi potentes con cables superconductores. Quen sabe que os avións do futuro terán motores eléctricos fabricados con superconductores. Este tipo de motores poden dar una gran potencia, mesmo paira voar un avión. Os motores eléctricos actuais non son capaces de facelo.
Doutra banda, os materiais superconductores tamén permiten a levitación. Se pos un superconductor sobre un imán, o levita como dous imáns da mesma carga. Xa existen trens fabricados con materiais superconductores que se moven levemente a gran velocidade.
Eu son físico, así que non penso en tecnoloxía. Teño claro o reto de conseguir un material superconductor a temperatura ambiente e presión ambiental.
Creo que pronto veremos algún superconductor a temperatura ambiente, podemos contar os anos cunha soa man. Recentemente publicouse un artigo no que se indica que un composto de lantano e hidróxeno conseguiu ser superconductor a unha temperatura de case 260 ºK. Isto é -13ºC, case temperatura ambiente. Pero as presións seguen sendo moi altas, necesítanse case 200 gigapascales. Aí está o maior reto. Porque tes que crear e manter estes materiais superconductores a moi altas presións, que se te quitas a presión desaparecen.
Si, hai dous anos, investigadores de Harvard conseguiron por primeira vez a xeración de hidróxeno metálico. En 1968, Neil Anshcroft anunciou que este material podía ser superconductor mesmo a altas temperaturas. Pero imaxínache a presión necesaria paira converter o hidróxeno en metálico! Creárono a unha presión de 500 gigapascales comprimidos nunha cela de diamante. Iso é una presión enorme, moito maior que a que temos no centro da Terra!
Pero o propio Ashcroft, xusto en San Sebastián, escribiu no Donostia International Physics Center, propondo un artigo que quizá, máis aló do mero hidróxeno metálico, outros compostos ricos en hidróxeno tamén serían superconductores a alta temperatura, pero a menor presión. E a procura deles é o gran reto actual. Ter hidróxeno e estar en estado metal é o que necesitas paira crear superconductividad.
Creouse una boa ferramenta de cálculo. Na última década realizáronse numerosos cálculos teóricos e os científicos somos capaces de predicir as propiedades dos materiais, mesmo antes de que existisen. Isto supuxo una revolución e hase visto que moitos materiais poden ser superconductores a alta presión. O que pasa é que en todos estes cálculos non se tiñan en conta algúns efectos importantes: os efectos cuánticos. A miña achega foi esa: desenvolver un método que teña en conta estas fluctuaciones cuánticas. De feito, o hidróxeno é o material máis lixeiro, polo que os efectos cuánticos teñen una gran influencia sobre el e son moi importantes paira explicar por que a superconductividad prodúcese no sulfuro de hidróxeno, por exemplo. Isto situounos ben a nivel internacional.
Si, pero os grupos experimentais aproveitan moito a información que lles proporcionamos os teóricos. Necesítannos. Sen nós están cegos. Os experimentos a altas presións son moi caros. Como xa se indicou, paira a formación de compostos de sulfuro de hidróxeno, estes deposítanse nunha cela de diamante. Necesitan una gran presión: pon dous diamantes, uno contra outro, facendo presión. Os diamantes están a romper constantemente, por iso estes experimentos son tan caros.
A min fascíname a física da materia. En definitiva, toda a interacción é só una interacción de Coulomb entre cargas. Todas as propiedades dos materiais, incluída a superconductividad, son consecuencia diso. Temos iones e electróns en interacción. E sabemos cal é a interacción. Pero temos tantos electróns e iones, onde xorde una gran complexidade. E créanse moitas propiedades. Pero sabemos a interacción.
O que pasa é que temos que simplificar dalgunha maneira esa gran complexidade que se xera. Esa é a ecuación que temos que resolver: canto podemos simplificar e, con todo, seguir sendo exacta? O problema é que as aproximacións que se realizaron nos compostos de hidróxeno superconductores non foron boas, mentres que as aproximacións máis complexas que desenvolvemos foron adecuadas paira realizar estes cálculos.
Si, si, a superconductividad aínda dará máis dun premio Nobel. A quen consiga un superconductor a temperatura ambiente e presión ambiental, enseguida substituiranlle en Estocolmo. E o mesmo que explica por que a superconductividad prodúcese nos cupratos, que aínda é un gran misterio.
Ah, si! A competencia é boa. A competencia impulsa a aceleración da ciencia, a velocidade. Sempre que non implique neglixencia científica. Eu son moi competitiva.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian