Este es el objeto más rápido del mundo, sin contar fotones ni partículas subatómicas

Fotos del movimiento de los vórtices de Abrikosov
Universidad Hebrea

Un equipo de físicos de Israel, EEUU, Bélgica y Ucrania han conseguido fotografiar a los vórtices de Abrikosov dentro de un superconductor, determinando que estos se mueven con una velocidad altísima: 70 mil kilómetros por hora, más rápido que cualquier sonda espacial y objeto natural en la Tierra. A esta conclusión llegó la investigación del referido equipo publicada en Nature Communications.

El descubrimiento podría ser crucial para el futuro de electrónica superconductora y la búsqueda de nuevos problemas teóricos y experimentales relacionados antes no estudiados en el rubro de campos electromagnéticos y corrientes de energía ultra alta, según Lior Embon del Instituto Weizmann en Rehovot (Israel).

Abrikosov y los superconductores mixtos

Todos los superconductores comparten una propiedad: “les desagrada” los campos magnéticos y hasta “luchan” por repelerlos si estos están en contacto con ellos. Si el campo magnético excede cierto valor, el superconductor pierde propiedades y se vuelve un material “normal”. Este fenómeno, llamado por los físicos el efecto Meissner, funciona de diferente forma en los distintos tipos de supercoductores. En aquellos del tipo I, no se permite al campo magnético siquiera ingresar, pero en su hermano del tipo II, el campo magnético puede penetrar en una pequeña distancia en aquellos lugares donde se produce una combinación de propiedades superconductoras y no superconductoras.

Fue en 1957 que el fenómeno del estado mixto se descubrió gracias al trabajo del físico soviético Alexei Abrikosov, por lo que este, Vitaly Ginzburg y Anthony Legget recibieron el premio Nobel 2003 en física. El mismo fenómeno de penetración parcial de los campos magnéticos dentro del superconductor genera una especie de corrientes eléctricas circulares en forma de embudo, algo que hoy los científicos llaman los vórtices de Abrikosov.

La naturaleza cuántica de estos vórtices y su estabilidad y predictibilidad ha atraído la atención de los físicos, quienes han intentado emplearlos para construir ordenadores cuánticos, por ejemplo, y en la necesidad de de dispositivos de almacenamiento confiables y rápidos.

Vórtices de Abrikosov, los objetos más rápidos de la Tierra

Embon y su equipo obtuvieron las primeras imágenes de la elevación de los referidos vórtices dentro de un superconductor en una corriente muy fuerte, descubriendo nuevas e inusuales propiedades que cuestionarían todas las teorías que antes describieron el comportamiento de estas estructuras cuánticas.

Para obtener la información los físicos crearon un campo magnético ultrasensitivo en la base de superconductores que pueden ver campos de hasta 50 nanómetros y sentir hasta los más mínimos cambios en las fuerzas y orientación de los mismos. Se empleó un sensor para ver en una película de plomo enfriada a una temperatura cercana al cero absoluto. En esas circunstancias, el plomo se vuelve un superconductor del tipo II, lo que permitió al equipo ver cómo el vórtice aceleraba a altos voltajes.

Los resultados arrojaron, ante la incredulidad del equipo, que el ‘embudo’ se movía a una velocidad extremadamente alta, a unos 72 mil km/h, una cifra que supera en 59 veces la velocidad en que la Tierra se mueve alrededor del sol, y 10 veces más de lo que átomos y moléculas individuales se mueven en la atmósfera terrestre. Superaba también a las sondas más rápidas hechas por el hombre, las ultrarrápidas New Horizons (58,5 km/h) y la Voyager I (62, 14 mil km/h).

Los físicos, sin embargo, se sorprendieron por una razón algo distinta: el vórtice se movía 50 veces más rápido que la corriente dentro del superconductor. Aun así, no hay por el momento explicación de qué acelera a estos vórtices y por qué estos ocasionalmente se unen y forman cadenas, lo que contradice lo que se sabía hasta hoy de su comportamiento.

En cualquier caso, más veloz que los vórtices a los que hace referencia este artículo es la luz (300.000 km/h) o por ejemplo, la velocidad de los protones en el Gran Colisionador de Hadrones.

Los vórtices de Abrikosov fueron propuestos hace dos años por físicos suecos para ser los nuevos qubits, requerirían miles de veces menos energía para escribir y leer datos que la tradicional memoria DRAM.

Daniel Meza
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