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¿Qué es un superconductor de alta temperatura?

Un superconductor de alta temperatura (HTS) es un material superconductor que demuestra propiedades eléctricas por encima de la temperatura de estado líquido de helio. Este rango de temperatura, de aproximadamente -452 ° a -454 ° Fahrenheit (-269 ° a -270 ° Celsius) se cree que es el límite teórico para la superconductividad. En 1986, sin embargo, los investigadores estadounidenses Karl Müller y Johannes Bednorz descubrieron un grupo de compuestos superconductores de alta temperatura a base de cobre. Estos cupratos, tales como óxido de itrio bario cobre, YBCO 7, las variaciones en óxido de cobre de estroncio lantano, LSCO, y óxido de cobre mercurio, HgCuO, exhiben superconductividad a temperaturas tan altas como -256 ° Fahrenheit (-160 ° Celsius).

El descubrimiento por Muller y Bednorz condujo a la concesión del Premio Nobel de Física en 1987 a los investigadores, pero el campo siguió evolucionando. Estudio en curso en 2008 produjo una nueva clase de compuestos que exhiben superconductividad, basado en los elementos de hierro y arsénico, tales como el arsénico de hierro óxido de lantano, LaOFeAs. Se demostró por primera vez como un superconductor de alta temperatura por Hideo Hosono, un investigador de la ciencia de materiales en Japón, en un intervalo de temperatura de -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius). Otros elementos raros mezclados con hierro, como el cerio, neodimio y samario crearon nuevos compuestos que también demostró propiedades superconductoras. El registro a partir de 2009 para un superconductor de alta temperatura se alcanzó con un compuesto hecho de talio, mercurio, cobre, bario, calcio, estroncio y el oxígeno combinado, lo que demuestra la superconductividad a -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius).

El enfoque del campo de la investigación de superconductores de alta temperatura a partir de 2011 ha sido la ingeniería ciencia de los materiales de mejores compuestos. Cuando se alcanzaron temperaturas de -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) para materiales superconductores, esto permitió que sus cualidades para ser examinados en presencia de nitrógeno líquido. Puesto que el nitrógeno líquido es un componente común y estable de muchos entornos de laboratorio y existe a una temperatura de -320 ° Fahrenheit (-196 ° Celsius), se ha hecho la prueba de nuevos materiales mucho más práctico y generalizadas.

El beneficio de la tecnología de superconductor a la sociedad convencional todavía requiere materiales que pueden funcionar a cerca de la temperatura ambiente. Desde superconductores ofrecen literalmente ninguna resistencia al flujo eléctrico, actual podría pasar a través de cable superconductor casi indefinidamente. Esto reduciría las tasas de consumo de energía para todas las necesidades eléctricas, así como hacer este tipo de dispositivos ultra-rápido en comparación con la tecnología electrónica estándar. Imanes potentes estarían disponibles para los trenes de levitación magnética asequibles, aplicaciones médicas, y la producción de energía de fusión. Además, estas tecnologías superconductoras podrían incluir el desarrollo de ordenadores cuánticos potencialmente cientos de millones de veces más rápido en el procesamiento de datos que los que existen en el 2011.