La superconductividad, un fenómeno cuántico que se caracteriza por la ausencia de resistencia eléctrica a temperaturas extremadamente bajas, sigue siendo objeto de intensas investigaciones en la comunidad científica. Recientemente, un grupo de investigadores de la Universidad de Princeton, el Laboratorio Nacional de Campo Magnético Alto, el Instituto de Tecnología de Pekín y la Universidad de Zúrich han dado un paso significativo en la comprensión de la superconductividad en el material CsV₃Sb₅, un superconductor con una estructura de red Kagome, que se asemeja al patrón hexagonal de las cestas de Kagome.
Dos Regímenes Superconductores
El estudio, publicado en la revista Nature Physics, revela la existencia de dos regímenes superconductores distintos en CsV₃Sb₅, que se relacionan con propiedades de transporte y termodinámicas diferentes. El autor principal del artículo, Md Shafayat Hossain, comentó sobre el interés generado en el campo de los materiales cuánticos tras el descubrimiento de una onda de densidad de carga quiral en superconductores Kagome como el AV₃Sb₅ (donde A puede ser K, Rb o Cs) en 2021.
Los investigadores se propusieron explorar el origen de la superconductividad en estos superconductores. Aunque inicialmente no había evidencia que sugiriera que la superconductividad en AV₃Sb₅ era de naturaleza exótica, la complejidad de los órdenes competitivos en su estado normal llevó a los científicos a investigar con más profundidad.
Utilizando técnicas de transporte y termodinámicas, el equipo logró mapear el diagrama de fases de CsV₃Sb₅. Los resultados iniciales revelaron, para su sorpresa, dos regímenes superconductores distintos, separados por un aumento escalonado en los campos críticos superiores.
Además, los investigadores observaron dos anomalías en la capacidad calorífica en función de la temperatura, lo que indica la apertura de dos huecos superconductores. Estos hallazgos sugieren que la estructura de bandas del superconductor Kagome es más compleja de lo que se había asumido hasta ahora.
El estudio también mostró que, al rotar los campos magnéticos en los planos conductores, la conductividad térmica del superconductor se volvía anisotrópica al entrar en el estado superconductivo, lo que sugiere que la superconductividad en CsV₃Sb₅ podría ser de naturaleza no convencional.
Hossain y su equipo plantean que este material podría exhibir superconductividad selectiva por bandas, donde diferentes bandas electrónicas albergan huecos superconductores independientes. Aunque no se ha determinado aún la simetría del estado de emparejamiento, el estudio deja claro que la naturaleza multigap del estado superconductivo en CsV₃Sb₅ sugiere una simetría de emparejamiento poco convencional.
Los investigadores planean seguir profundizando en su estudio de los superconductores con naturaleza multibanda y estados normales que rompen simetrías. Hossain concluyó subrayando que los superconductores Kagome, como CsV₃Sb₅, pertenecen a una amplia clase que continúa revelando estados cuánticos inesperados, lo que hace que la búsqueda de nuevos superconductores en esta categoría sea un área emocionante de investigación.
