LK-99 ¿Es realmente la superconductividad a temperatura ambiente?

Desde la histórica aparición de la superconductividad en 1911, la comunidad científica ha anhelado encontrar materiales capaces de conducir la electricidad sin resistencia a temperaturas y presiones cotidianas. Se creyó haber descubierto esto con la llegada de LK-99.

En un emocionante minuto, parecía que el año 2023 podría haber marcado un hito en la búsqueda de la ansiada superconductividad a temperatura ambiente. Sin embargo, las esperanzas, inicialmente recibidas con escepticismo, fueron frustradas no una, sino dos veces en cuestión de meses.

El descubrimiento de LK-99 por investigadores surcoreanos afirmaba que era un superconductor a temperatura ambiente. Sin embargo, una nueva investigación realizada por científicos de materiales de la Academia China de Ciencias (CAS), y pares, parece poner otro clavo en el atáud de las supuestas afimaciones de superconductividad.

LK-99, compuesto por cobre, plomo, fósforo y oxígeno, supuestamente presentaba una brusca disminución de la resistencia eléctrica al enfriarse desde una temperatura ligeramente tostada de 105 oC (378 K), según las afirmaciones surcoreanas.

La investigación coreana provocó que varios científicos internacionales, incluyendo un equipo chileno, se dedicara a averiguar qué ocurre con esto y si es real.

El equipo de la Universidad de Chile, explicó que sus resultados confirman el potencial de este material, pero, son enfáticos en indicar que es un resultado teórico, por lo que de comprobarlo en la vida real se trataría de un “santo grial” de la superconductividad.

Entonces, las preimpresiones publicadas en respuesta a estas afirmaciones extraordinarias -las coreanas- arrojaron dudas sobre la validez de la supuesta superconductividad de LK-99. Una de las preimpresiones señaló que la estructura química del material hacía inviable la superconductividad, mientras que otros experimentos sugirieron que el ferromagnetismo, no la superconductividad, estaba detrás de las observaciones de levitación parcial.

El nuevo estudio liderado por Shilin Zhu y colegas del Instituto CAS de Física ha añadido un nuevo capítulo a esta saga.

Según el equipo, las propiedades superconductoras de LK-99 podrían deberse a impurezas en el material, específicamente el sulfuro de cobre (I). Este estudio, ahora revisado por pares, refuerza la idea de que LK-99 no exhibe verdaderas propiedades superconductoras a temperatura ambiente.

Zhu y su equipo sintetizaron dos variantes de LK-99 con diferentes cantidades de sulfuro de cobre (I) y examinaron las propiedades de las muestras.

Descubrieron que la resistencia eléctrica del sulfuro de cobre caía a aproximadamente 112 oC (385 K), una temperatura cercana a la reportada por el equipo surcoreano para las propiedades superconductoras de LK-99.

Sin embargo, los investigadores argumentan que las propiedades superconductoras de LK-99 probablemente se originan en el sulfuro de cobre (Cu 2 S), que experimenta una transición estructural a temperaturas cercanas a 126 oC (400 K). Las muestras impuras de LK-99 no exhibieron resistencia nula, como se esperaría de un verdadero superconductor.

Este estudio, ahora revisado y publicado en Matter, refuerza la idea de que el comportamiento similar a la superconductividad en LK-99 se debe a la transición de fase estructural del sulfuro de cobre presente como impureza.