Un cristal compuesto de capas muy finas cambia profundamente cuando se comprime. A alta presión y casi en el cero absoluto, se vuelve superconductor. La corriente puede entonces circular sin resistencia eléctrica medible. Este cambio aparece precisamente cuando la organización magnética del material desaparece, una proximidad que intriga a los físicos.
El material estudiado se llama CeSiI. A presión normal, ya conduce la electricidad y posee un comportamiento magnético bien ordenado. Pero solo se vuelve superconductor a una temperatura extremadamente baja. El máximo medido se sitúa en torno a -272,9 °C, es decir, 0,24 K, a solo 0,24 °C por encima del cero absoluto.
El efecto Meissner: una manifestación de la superconductividad
Imagen: Peter Nussbaumer - CC BY-SA 3.0
Su estructura se asemeja a un apilamiento de láminas unidas bastante débilmente entre sí. Esta organización permite estudiar comportamientos cercanos a los de los materiales bidimensionales. CeSiI pertenece también a una familia donde las interacciones entre electrones son particularmente fuertes. Los electrones móviles reaccionan a los pequeños imanes portados por ciertos átomos.
A presión normal, estos pequeños imanes se orientan según un orden preciso: los vecinos apuntan en direcciones opuestas. Se habla de antiferromagnetismo. Al comprimir progresivamente el cristal, los investigadores comprobaron que este orden se debilita y luego desaparece alrededor de 6 GPa. Esta presión corresponde a unas 60 000 veces la presión atmosférica al nivel del mar.
Es cerca de esta desaparición del antiferromagnetismo donde aparece la superconductividad. Esta proximidad es interesante, ya que puede informar sobre la forma en que los electrones se asocian. En un superconductor ordinario, esta asociación depende principalmente de las vibraciones de los átomos del cristal.
Los investigadores disponen así de un mismo material donde presión, magnetismo y superconductividad pueden ajustarse juntos. CeSiI puede separarse en capas muy finas, lo que permitirá estudiar estas interacciones cuando el espesor disminuya. Los próximos experimentos buscarán determinar con mayor precisión qué mecanismo asocia los electrones y produce la superconductividad en este entorno magnético.