Revolución en la investigación cuántica: superconductores Kagome transforman la tecnología avanzada
MadridLos materiales de kagome, conocidos por sus estructuras cristalinas estrelladas, han sido un tema candente en la investigación cuántica durante los últimos quince años. En 2018, los científicos lograron crear compuestos metálicos con esta estructura en el laboratorio. Estas sustancias poseen propiedades electrónicas, magnéticas y superconductoras especiales, lo que las convierte en posibles candidatas para las tecnologías cuánticas del futuro.
Estudios recientes han demostrado que estos materiales pueden utilizarse para fabricar componentes electrónicos avanzados, como los diodos superconductores. Las pruebas han demostrado claramente que puede surgir un nuevo tipo de superconductividad en los metales Kagome. Aquí hay algunos puntos importantes:
- La geometría cristalina única de los metales Kagome permite propiedades electrónicas, magnéticas y superconductoras inigualables.
- En los metales Kagome, los pares de Cooper pueden distribuirse en forma de onda dentro de las subredes.
- La superconductividad modulada por subredes ofrece nuevas vías para dispositivos cuánticos eficientes en energía.
- La investigación se centra en materiales que puedan exhibir estas propiedades sin una onda de densidad de carga inicial.
- El experimento pionero utilizó un microscopio de efecto túnel de punta superconductora para observar directamente este fenómeno.
Los superconductores Kagome demuestran que los pares de Cooper, esenciales para la superconductividad, pueden disponerse de manera estructurada en lugar de estar distribuidos uniformemente. Esta idea, que antes era solo teórica, ahora puede observarse en la realidad con estos materiales.
El descubrimiento tiene múltiples aplicaciones tecnológicas. Los diodos superconductores suelen requerir una combinación de diversos materiales superconductores. Sin embargo, con los metales Kagome, el patrón natural de los pares de Cooper permite que el material funcione como diodo por sí mismo. Esto puede simplificar la creación de circuitos y dispositivos superconductores, haciéndolos menos complicados y más eficientes.
El método de detección emplea el efecto Josephson, galardonado con el Premio Nobel, al combinar nuevas investigaciones con conceptos conocidos de la física cuántica. Utilizando una punta superconductora que puede medir directamente los pares de Cooper, el método representa un avance significativo.
Lograr la superconductividad en redes Kagome a gran escala es muy prometedor. Si se consigue, podría llevar a la creación de dispositivos cuánticos energéticamente eficientes y sin pérdidas. Este avance transformaría la computación cuántica y ayudaría al desarrollo de tecnologías superconductoras prácticas y escalables.
Los superconductores de Kagome poseen habilidades especiales que están revolucionando la investigación cuántica. Con más estudios en curso y posibles aplicaciones futuras, el porvenir de la tecnología cuántica parece muy prometedor.
El estudio se publica aquí:
http://dx.doi.org/10.1038/s41586-024-07798-yy su cita oficial - incluidos autores y revista - es
Hanbin Deng, Hailang Qin, Guowei Liu, Tianyu Yang, Ruiqing Fu, Zhongyi Zhang, Xianxin Wu, Zhiwei Wang, Youguo Shi, Jinjin Liu, Hongxiong Liu, Xiao-Yu Yan, Wei Song, Xitong Xu, Yuanyuan Zhao, Mingsheng Yi, Gang Xu, Hendrik Hohmann, Sofie Castro Holbæk, Matteo Dürrnagel, Sen Zhou, Guoqing Chang, Yugui Yao, Qianghua Wang, Zurab Guguchia, Titus Neupert, Ronny Thomale, Mark H. Fischer, Jia-Xin Yin. Chiral kagome superconductivity modulations with residual Fermi arcs. Nature, 2024; 632 (8026): 775 DOI: 10.1038/s41586-024-07798-y
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