El magnesio, un elemento químico de la tabla periódica, ha sido objeto de estudio en el ámbito de la superconductividad. A pesar de ser un buen conductor de electricidad, su naturaleza como superconductor no había sido considerada hasta ahora. Sin embargo, una investigación reciente liderada por Alessio Zaccone y Giovanni Ummarino, del Politécnico de Turín, desafía esta percepción tradicional.
El concepto de confinamiento cuántico ha permitido a estos investigadores demostrar que elementos que antes se consideraban no superconductores pueden adquirir esta propiedad al ser procesados en formas extremadamente delgadas. Este fenómeno, que se basa en el principio de incertidumbre de Heisenberg, sugiere que al limitar espacialmente a una partícula cuántica, como un electrón, se incrementan sus fluctuaciones energéticas. Esta investigación ha sido publicada en la revista Condensed Matter.
Magnesio en películas ultradelgadas
Los estudios previos de Zaccone y Ummarino ya habían predicho que metales nobles como el oro, el cobre y la plata podrían volverse superconductores al ser reducidos a láminas de aproximadamente medio nanómetro de grosor. En su investigación más reciente, se ha llegado a la conclusión de que el magnesio podría seguir un camino similar, convirtiéndose en superconductor al ser procesado en películas ultradelgadas de menos de un nanómetro.
Los cálculos realizados por los investigadores, que no contienen parámetros ajustables, utilizan métodos ab-initio para evaluar la estructura electrónica y de red del material. Un hallazgo significativo en sus predicciones es la temperatura crítica que se requeriría para que el magnesio cambie de estado de metal normal a superconductor, estimada en 10 Kelvin. Esta cifra es particularmente relevante, ya que permite el uso de helio líquido para alcanzar esta temperatura, a diferencia de otras tecnologías de enfriamiento más costosas.
La posibilidad de utilizar magnesio en lugar de aluminio, que es el material comúnmente empleado en la fabricación de qubits, podría resultar en tecnologías más sostenibles para la computación cuántica. Actualmente, el aluminio tiene una temperatura crítica de 1.6 Kelvin, lo que lo sitúa por debajo de la temperatura del helio líquido. Si se confirma experimentalmente la predicción del magnesio, esto podría reducir drásticamente el impacto ambiental de las tecnologías utilizadas en la información cuántica.
Este avance no solo podría transformar el campo de la electrónica cuántica, sino que también plantea un desafío a los modelos científicos establecidos, abriendo la puerta a nuevas investigaciones y aplicaciones prácticas en un futuro cercano.
Este artículo se basa en un comunicado de prensa sobre un estudio científico. Para más información, puedes consultar el trabajo de Zaccone y Ummarino en la revista Condensed Matter.
