EL AUMENTO DE LA TEMPERATURA

Los científicos no esperan encontrar la perfección, pero a veces la encuentran. En 1911, el físico holandés Heike K. Onnes bajaba la temperatura del mercurio hacia el cero absoluto. El cero absoluto es la temperatura más baja posible y es igual a -273 °C (-459 F). Onnes estudiaba la manera en que el mercurio conducía la electricidad a temperaturas muy bajas.

Esperaba que su resistencia al paso de la corriente eléctrica decreciese de manera regular al bajar la temperatura.

Pero no fue así. A 4,12 grados sobre el cero absoluto, la resistencia desapareció de pronto y por completo. La conductividad eléctrica del mercurio se hizo perfecta. Cualquier corriente eléctrica descargada en un anillo de mercurio helado a una temperatura de menos de 4,12 grados sobre el cero absoluto, seguiría fluyendo sencillamente, sin reducirse y para siempre. Este efecto fue conocido con el nombre de «superconductividad».

Se observó la superconductividad para otros elementos cuando se enfriaron al máximo. Algunos sólo se convirtieron en superconductor es a temperaturas todavía más bajas que el mercurio, y en cambio otros a temperaturas bastante más altas. La altura récord para un elemento es la del metal radiactivo tecnecio, que se convierte en superconductor a los 11,2 grados sobre el cero absoluto.

La superconductividad tiene un interés más que teórico. Si la electricidad se pudiese transportar por cables en condiciones superconductoras, no habría pérdida por resistencia y se ahorrarían miles de millones de dólares. También es posible emplear la superconductividad para producir imanes muy potentes, cosa que sería enormemente importante en la construcción de grandes máquinas para la desintegración del átomo. La superconductividad resultaría también útil en ordenadores avanzados y en otros muchos aspectos de la alta tecnología actual.

Pero hay una pega. Para mantener un sólido a tan baja temperatura tendría que permanecer sumergido en un líquido que hirviese a aquella temperatura. El líquido no puede calentarse por encima de su temperatura de ebullición; simplemente, hierve y se evapora lentamente. Si se añade más líquido, se puede mantener sin dificultad la temperatura extraordinariamente baja.

De hecho, sólo un líquido puede existir a temperaturas inferiores a 14 grados sobre el cero absoluto: el helio líquido.

Todo lo demás, incluso el aire que nos rodea, se solidifica a tales temperaturas.

El helio líquido hierve a cuatro grados sobre el cero absoluto. Cualquier cosa que se sumerja en helio líquido que hierva lentamente permanece indefinidamente a cuatro grados sobre el cero absoluto. Pero el helio es una sustancia rara, y es muy difícil mantener el helio líquido lo bastante frío para evitar que hierva y se evapore rápidamente. Esto limita enormemente el empleo de la superconductividad.

Después del helio, los líquidos más fríos son el hidrógeno líquido y el neón líquido. El hidrógeno se licua entre 14 y 20 grados sobre el cero absoluto. Cualquier cosa sumergida en hidrógeno líquido que hierva lentamente permanecerá indefinidamente a 20 grados sobre el cero absoluto. Y cualquier cosa que se sumerja en neón líquido que hierva lentamente permanecerá indefinidamente a 27 grados sobre el cero absoluto.

El hidrógeno es mucho más común que el helio, pero sus vapores son explosivos. El neón es relativamente raro, pero más común que el helio y, como éste, sus vapores son completamente inertes y no causan problemas. Mantener el hidrógeno o el neón en estado líquido es mucho más fácil y menos caro que mantener el helio en ese mismo estado.

Por consiguiente, desde hace mucho tiempo los físicos se han mostrado ansiosos por descubrir alguna sustancia que sea superconductora a las temperaturas del hidrógeno líquido.

Los elementos puros no servirían, sencillamente; pero hay una alternativa.

Cuando se mezclan elementos sólidos (generalmente metálicos), muchas veces la mezcla o aleación tiene propiedades que no son exactamente iguales a las de cualquiera de sus componentes separados. Cuando los científicos estudiaron las aleaciones, descubrieron que algunas de ellas eran superconductoras a temperaturas más altas que las de cualquier elemento puro. En 1968 se descubrió que una aleación de niobio, aluminio y germanio era superconductora a 21 grados sobre el cero absoluto. Durante los dieciocho años siguientes se estudiaron reajustes en los porcentajes de la mezcla, y en 1984 se descubrió una aleación de niobio y germanio que era superconductora a 24 grados sobre el cero absoluto. Se había hecho posible la superconductividad del hidrógeno líquido, pero a duras penas.

Y entonces, a finales de 1986, se dieron a conocer dos descubrimientos sorprendentes. La Universidad de Houston dio a conocer que una aleación de lantano, bario, cobre y oxígeno era superconductora a 40 grados sobre el cero absoluto. Pero había una pega: para mantener la superconductividad a una temperatura tan alta, la aleación tenía que hallarse bajo una presión de cientos de miles de kilos por centímetro cuadrado. Pero en los Laboratorios Bell se informó de una aleación totalmente superconductora a 36 grados sobre el cero absoluto, y que seguía siéndolo en condiciones ordinarias. No se requería presión alguna. Esto parece indicar que la superconductividad del hidrógeno líquido se encuentra en camino de su utilización práctica.

Posiblemente se alcanzarán temperaturas superconductoras todavía más altas. Temperaturas de 78 grados sobre el cero absoluto podrían ser teóricamente posibles, y esto posibilitaría la utilización del nitrógeno líquido, con la consiguiente ventaja pues el nitrógeno es más común y más seguro. Lo ideal es la superconductividad a temperaturas ordinarias, e incluso esto es posible que algún día pueda alcanzarse.