Superconductividad convencional a 203 kelvin a altas presiones en el sistema de hidróxido de azufre

Área de la Ciencia:

• Física de la materia condensada
• Ciencias de los materiales
• Superconductividad

Sus antecedentes:

• La superconductividad permite la conducción eléctrica sin resistencia por debajo de una temperatura crítica (Tc).
• El Tc más alto alcanzado es de 133 K (presión ambiental) en los óxidos de cobre, pero su mecanismo no se comprende completamente.
• La teoría convencional de superconductividad (Bardeen-Cooper-Schrieffer) predice que el alto Tc es alcanzable en materiales ricos en hidrógeno.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la superconductividad en el hidruro de azufre, se predice que tiene un Tc de 80 K.
• Explorar el potencial de los materiales basados en hidrógeno para la superconductividad a alta temperatura.

Principales métodos:

• Síntesis a alta presión y caracterización del hidruro de azufre.
• Mediciones de la resistividad para detectar la transición superconductora.
• Estudios de dependencia del campo magnético para confirmar la superconductividad.
• Mediciones de la susceptibilidad magnética para la confirmación de Tc.
• Estudios de efecto isotópico con deuteruro de azufre.

Principales resultados:

• El hidruro de azufre se transforma en un metal a aproximadamente 90 gigapascales.
• Se observó una fuerte caída de la resistividad a cero y una disminución de Tc con el campo magnético.
• La susceptibilidad magnética confirmó una temperatura de transición superconductora (Tc) de 203 kelvin.
• Un desplazamiento isotópico significativo en el deuteruro de azufre apoya un mecanismo de superconductividad electrón-fonón.

Conclusiones:

• Se observó superconductividad de alto Tc en hidróxido de azufre a 203 K, superando significativamente las predicciones anteriores.
• La fase superconductora probable es H3S, formada bajo presión.
• Estos hallazgos proporcionan una fuerte evidencia del potencial de los materiales a base de hidrógeno para lograr la superconductividad a temperatura ambiente.