Superconductivity: A very short introduction

La ciència, tal i com jo l’entenc, no és res més que curiositat il·limitada sobre els fenòmens naturals. Els científics del segle XIX (i alguns dels del segle XX), centraven els seus interessos en el que avui són disciplines molt diferents i deixaven que la curiositat fos la que guiés la seva recerca. La recerca ha avançat tant en molts camps que els científics actuals som necessàriament ben diferents; la inmensa majoria de nosaltres treballem en un camp de recerca molt específic i el nostre coneixement de tot el que s’escapa d’aquest camp no és massa superior del que té una persona de fora de l’àmbit científic. No obstant, hi ha un tret comú dels científics que, a vegades, ens ajuda a compensar lleugerament aquest ignorància: la nostra curiositat innata. Per això, sospito que la majoria de gent subscrita a revistes científiques de divulgació com pot ser Scientific American (la versió espanyola es diu Investigación & Ciencia) som científics que volem saber què es cou en altres camps de recerca.

En les breus vacances que he fet aquest estiu he aprofitat per posar-me una mica al dia, i m’he trobat llegint sobre superconductivitat. És un camp que està a mig camí entre la física d’estat sòlid, la ciència dels materials i la química. La superconductivitat és un fenòmen curiós que bàsicament consisteix en la capacitat que tenen alguns materials de conduir l’electricitat sense que hi hagi cap resistència (i, per tant, cap pèrdua energètica). És a dir, si muntem un circuit elèctric amb aquestes substàncies, un cop engegat, no s’atura. El gran problema pràctic d’aquests materials és que el caràcter superconductor el presenten a temperatures molt baixes (properes al zero absolut, o temperatura mínima possible) i, per això, desde fa molts anys hi ha una cursa científica per trobar el superconductor amb una temperatura crítica més alta (actualment és de 139K —uns -134ºC— per bé que el LaH10 a pressions altes presenta una Tc de -23ºC). El que m’ha resultat més sorprenent és que la superconductivitat encara no s’entén completament bé. Hi ha teories (la més famosa la de Bardeen-Cooper-Schrieffer) que poden explicar els primers superconductors però, avui per avui, no n’hi ha cap que pugui descriure bé tots els materials superconductors que s’han trobat. La mecànica quàntica ens explica alguns dels fenòmens que es donen en els superconductors però no permet identificar-los com tal. S’especula que la superconductivitat és una propietat emergent, és a dir, una propietat que no és inherent a les parts constituents (els àtoms, en el cas que ens ocupa) sinó que es dóna com a resultat de la presència d’un col·lectiu. És per això que és fa tan difícil trobar nous superconductors i arribar a sintetitzar un material que sigui superconductor a temperatura ambient. 

Doncs bé, fascinat per aquestes coses, he volgut aprendre una mica més sobre aquest fenomen i m’he llegit aquest excel·lent llibre de Stephen Blundell. Es tracta d’un llibre de divulgació (si bé no venen malament nocions bàsiques de física per no perdre’s detall) que explica de forma magistral la història de la superconductivitat i tots els seus actors principals. És una d’aquelles històries científiques que ho té tot: herois i malvats, genialitat i serendipitat, perseverança i frau, història i física, molta física. M’ho he passat teta llegint aquest llibre i m’he quedat amb ganes de més. Així que m’he comprat un llibre de física sobre la teoria de la superconductivitat que espero poder anar llegint a estones lliures.

Per acabar, només comentar-vos que aquest llibre és part de la sèrie de llibres ‘A very short introduction’ (Oxford University Press) que —a jutjar per la cura amb que està escrit aquest treball i la puntuació que tenen a amazon i goodreads altres llibres de la sèrie— crec que val molt la pena. Hi podeu trobar tot tipus de llibres: ciències, història, art, filosofia, biografies, etc. 

Actualització (14/10/2020): Han descobert el primer superconductor a temperatura ambient (uns 15ºC)! Això sí: s'ha d'aplicar una mica de pressió: 267 gigapascals (com a referència, és unes 3000 vegades més alta que la pressió atmosfèrica).

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2801-z