Hace cuarenta años esta primavera, dos investigadores del Laboratorio de Investigación IBM de Zúrich mezclaron bario, lantano, cobre y oxígeno y midieron algo que no debería haber sido posible. J. Georg Bednorz y K. Alex Müller descubrieron que su cerámica comenzaba a perder resistencia eléctrica a 35 kelvin , un 50 % más que el récord anterior, en una clase de material que nadie había considerado candidata para la superconductividad. Su descubrimiento les valió un Premio Nobel en 1987, el más rápido jamás otorgado.
Este mes, un equipo del MIT y la Universidad de Basilea publicó un descubrimiento que, a su manera, tampoco debería ser posible. En grafeno pentacapa romboédrico , carbono puro, de cinco capas atómicas de grosor , encontraron superconductividad que no solo sobrevive a un campo magnético intenso sino que se ve fortalecida por él. El artículo, liderado por Long Ju del MIT y Dominik M. Zumbühl de Basilea y publicado en Nature el 29 de junio, reporta tres estados superconductores distintos que resisten campos magnéticos en el plano de hasta 8.5 tesla , decenas de veces más allá del límite teórico para un superconductor convencional.
Los dos artículos, separados por 40 años, enmarcan un campo unido por un solo tema: la naturaleza sigue encontrando nuevas formas de hacer fluir los electrones sin resistencia, y sigue negándose a explicar completamente cómo.
El aniversario
El 40.º aniversario fue señalado por una retrospectiva en Nature de Inna Vishik y Warren Pickett de la Universidad de California, Davis. Su cronología traza los hitos: el cuprato de 35 K de Bednorz y Müller en 1986; el YBa₂Cu₃O₇ de 93 K en 1987, el primer superconductor en funcionar por encima del punto de ebullición del nitrógeno líquido; el HgBa₂Ca₂Cu₃O₈ de 135 K en 1993, aún el poseedor del récord a presión ambiente; los superconductores basados en hierro en 2008; los hidruros de 250 K bajo presión extrema en 2019.
El problema más profundo sigue sin resolverse después de cuatro décadas. El mecanismo microscópico de la superconductividad de alta temperatura en los cupratos aún no se conoce. Los principales candidatos , fluctuaciones de espín, ondas de densidad de carga, la teoría de enlace de valencia resonante de Anderson , cada uno explica parte del rompecabezas pero ninguno da cuenta de todo. El estado normal de los cupratos es un «metal extraño» cuyas propiedades eléctricas siguen reglas que la teoría convencional de líquido de Fermi no puede describir.
La nueva plataforma
El grafeno romboédrico ofrece una forma completamente diferente de abordar estas cuestiones. A diferencia de los cupratos , óxidos químicamente complejos, multielementales, cuyo desorden intrínseco y dispersión de aleación oscurecen la física fundamental , el grafeno pentacapa es carbono cristalino: perfecto a nivel atómico, de límite limpio y sintonizable.
El equipo del MIT-Basilea identificó tres estados superconductores distintos, etiquetados SC2, SC3 y SC4. SC2 se ve fortalecido por un campo magnético en el plano , contraintuitivo, porque los campos magnéticos normalmente rompen los pares de Cooper mediante el efecto Zeeman. SC3 se ve impulsado por un pequeño campo fuera del plano. SC4 es inducido por el campo mismo: la superconductividad aparece solo cuando se aplica un campo magnético.
El mecanismo reside en la ruptura de la simetría de inversión temporal. En los superconductores BCS convencionales, el campo magnético ejerce una energía Zeeman que compite con la brecha superconductora; cuando la energía Zeeman supera la brecha, los pares se rompen. El límite paramagnético de Pauli para estos estados de grafeno, dadas sus temperaturas críticas de aproximadamente 110 a 300 millikelvin, sería de aproximadamente 0.2 a 0.56 tesla. La supervivencia observada a 8.5 tesla , de 40 a 85 veces el límite teórico , indica un apareamiento de triplete de espín o mediado por orbital que es fundamentalmente inmune al desemparejamiento por Zeeman.
El estado normal en estos dispositivos de grafeno es una fase de cuarto metal en la que tanto los grados de libertad de espín como de valle están polarizados. El campo magnético los alinea de una manera que promueve, en lugar de suprimir, el apareamiento superconductor.
Dos fronteras
La retrospectiva del aniversario de los cupratos termina con un reconocimiento: la superconductividad a temperatura ambiente y presión ambiente sigue siendo esquiva. El artículo del grafeno termina con un horizonte diferente: cuasipartículas no abelianas para computación cuántica topológica tolerante a fallos. Los dos objetivos no están en competencia , reflejan la evolución del campo desde una búsqueda única de temperaturas críticas más altas hacia una exploración más amplia de lo que la superconductividad no convencional permite.
El equipo del MIT-Basilea logró otro avance en este artículo: al incorporar el acoplamiento espín-órbita mediante proximidad con capas de dicalcogenuros de metales de transición, generaron múltiples nuevos estados superconductores sin introducir desorden , un requisito crítico para que los estados topológicos coexistan con la superconductividad sin ser destruidos por impurezas.
La búsqueda de 40 años ha probado una cosa definitivamente: la superconductividad no ha dejado de sorprendernos. La próxima década puede finalmente responder la pregunta que Bednorz y Müller abrieron en 1986, o puede abrir una nueva que nadie está haciendo todavía.
Fuentes:
Seo J, Cotten AA, Ye S, et al. Family of magnetic field-boosted superconductors in rhombohedral graphene. Nature. Publicado en línea el 29 de junio de 2026. doi:10.1038/s41586-026-10815-x
Vishik I, Pickett W. Forty years of high-temperature superconductivity. Nature. 2026;654:873-874. doi:10.1038/d41586-026-01801-4