Científicos del Instituto Max Planck en Maguncia han medido directamente la brecha superconducente en sulfuro de hidrógeno, un paso clave hacia superconductor de alta temperatura. Utilizando una novedosa técnica de tunelización bajo presiones extremas, confirmaron que las interacciones electrón-fonón impulsan el fenómeno. Este avance se basa en los descubrimientos de 2015 y progresa en la búsqueda de la superconductividad a temperatura ambiente.
Los superconductores, materiales que conducen la electricidad sin resistencia, prometen una transmisión de energía eficiente y computación cuántica, pero la mayoría requieren temperaturas muy bajas. Compuestos ricos en hidrógeno como el sulfuro de hidrógeno (H3S) han ampliado los límites, logrando superconductividad a 203 Kelvin (-70°C), mucho más cálido que los tradicionales.
Durante años, estudiar estos materiales era imposible debido a las presiones de megabares necesarias —más de un millón de veces los niveles atmosféricos—, lo que descartaba técnicas estándar como la espectroscopia de tunelización de barrido. Investigadores del Instituto Max Planck de Química en Maguncia superaron esto con un nuevo método de espectroscopia de tunelización electrónica planar, permitiendo la medición directa de la brecha superconducente en H3S por primera vez.
El equipo encontró una brecha completamente abierta de unos 60 milielectronvoltios (meV) en H3S, en comparación con 44 meV en su contraparte de deuterio, D3S. Esta diferencia respalda las teorías de que los fonones —vibraciones del retículo atómico— median el emparejamiento de electrones, formando pares de Cooper que eliminan la resistencia.
El descubrimiento se remonta a 2015, cuando el grupo de Mikhail Eremets observó por primera vez la superconductividad en H3S a 203 K. Hallazgos posteriores, como el decahidruro de lantano (LaH10) a 250 K, avivaron las esperanzas de versiones a temperatura ambiente. El Dr. Feng Du, autor principal del estudio, dijo: «Esperamos que al extender esta técnica de tunelización a otros superconductores hidruros, se puedan identificar los factores clave que permiten la superconductividad a temperaturas aún más altas. Esto debería permitir en última instancia el desarrollo de nuevos materiales que operen en condiciones más prácticas».
Eremets, que falleció en noviembre de 2024, lo calificó como «el trabajo más importante en el campo de la superconductividad hidruro desde el descubrimiento de la superconductividad en H3S en 2015». Vasily Minkov, líder del proyecto, añadió: «La visión de Mikhail de superconductores que operen a temperatura ambiente y presiones moderadas está un paso más cerca de la realidad gracias a este trabajo».
Publicado en Nature (2025, volumen 641, número 8063), los hallazgos proporcionan conocimientos cruciales sobre las interacciones electrónicas, potencialmente guiando el diseño de nuevos materiales a pesar de los desafíos de presión.
