Los superconductores de alta temperatura son por dentro un mosaico de estructuras cristalinas, no el cristal uniforme que la teoría supuso durante 40 años. Al mirar con difracción de rayos X en 3D —un TAC para la disposición de los átomos—, aparecen regiones con dos ordenaciones ligeramente distintas, como baldosas que no casan, según la Universidad de Warwick.

El equipo de Mark Senn, con el sincrotrón europeo ESRF en Francia, reconstruyó por primera vez el interior 3D de un cuprado 214. Las fronteras entre zonas resultaron cientos de veces más anchas de lo esperable entre dos cristales, tanto que casi se comportan como una estructura propia de unos 150 nanómetros.

Y esas franjas, sospechan, juegan en contra: el cristal está «fundamentalmente emparchado», con regiones que probablemente trabajan contra la superconductividad en vez de acompañarla. Eso explicaría por qué unos materiales rinden mejor que otros, como detalló EurekAlert.

Si es así, medio siglo de modelos se construyó sobre un material que no existía tal cual, y el récord de temperatura de los cuprados se habría logrado a pesar de su desorden interno. Varias mediciones de volumen habrán de reinterpretarse y los futuros modelos deberán incorporar la complejidad estructural.

El grupo cree que esta heterogeneidad oculta es común en toda la familia de cuprados, y quizá en materiales bajo presión extrema. El método —posible tras la mejora de 150 millones de euros del ESRF— abre mirar dentro de muchos materiales en 3D con detalle inédito.

El estudio, «Giant Domain Walls and Intrinsic Heterogeneity in 214 Cuprate Superconductors», se publica en Physical Review Letters. Cuarenta años de supuesto, rotos por una imagen.

El hallazgo llega con pedigrí de infraestructura: la línea ID11 del ESRF, donde se hizo la tomografía de difracción, se está reformando para aún más resolución. Ver el desorden atómico en 3D será rutina de laboratorio, no hazaña.

Fuentes
Universidad de Warwick: químicos revocan 40 años de supuesto
EurekAlert: heterogeneidad intrínseca en cuprados 214
Crédito de la imagen: Reconstrucción 3D por rayos X de un cuprado superconductor 214, imagen de E. Ladbrook / Univ. Warwick / ESRF vía EurekAlert.