Proyectos Universitarios
Superconductores de alta temperatura
Manuel de Llano de la Garza
Instituto de Investigaciones en Materiales
Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Datos curatoriales

Nombre de la colección

Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT)

Responsables de la colección

Ing. César Núñez Hernández; L.I. Ivonne García Vázquez

Colección asociada

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Responsables de la colección asociada

@collection_responsible@

Dependencia

Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA)

Institución

Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)

Identificador único (URN)

DGAPA:PAPIIT:IN102011

Datos del proyecto

Nombre del proyecto

Superconductores de alta temperatura

Responsables

Manuel de Llano de la Garza

Año de convocatoria

2011

Clave del proyecto

IN102011

Dependencia participante

Instituto de Investigaciones en Materiales

Palabras clave

@keywords@

Área

Área de las Ciencias Físico Matemáticas y de las Ingenierías

Disciplina

Ciencias de los materiales

Especialidad

Superconductores

Modalidad

a) Proyectos de investigación

Síntesis

--Habiéndose logrado unificar las teorías estadísticas de Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) y la e la condensación de Bose-Einstein (BEC, por sus siglas en inglés) donde NO se ignoran interacciones bosón-fermión, desearíamos desarrollar la nueva teoría unificada para explorar sus consecuencias en el problema de superconductores de alta temperaturas, así como de superfuidos neutros como átomos fermiónicos ultra-fríos, etc. En el primer caso utilizaríamos para la interacción entre pares de electrones el modelo de interacción de BCS que representa el efecto atractivo del intercambio de fonones mas la repulsión coulombiana natural. En el segundo usamos una interacción delta. La teoría BCS de por sí, sin embargo, es incapaz de describir correctamente los superconductores modernos, y mucho menos predecir nuevos superconductores. No así la nueva teoría unificada, que consiste en un modelo “completo” bosón-fermión en el que—a diferencia de los tratamientos comunes—no se desprecian los pares de Cooper de agujeros en la BEC, sino que forman parte integral del propio formalismo. Un modelo bosón-fermión convencional es un gas binario ("ternario" en nuestro caso) de fermiones (e.g., los electrones portadores de carga) y de bosones compuestos. Éstos son los pares de electrones llamados de Cooper, y en nuestra teoría además pares de agujeros. El nuevo modelo ternario contiene como casos particulares todas las teorías estadísticas continuas de la superconductividad en sistemas de muchos electrones, incluyendo las de BCS y de la BEC. Los pares de Cooper, por definición, se trasladan dentro del mar de Fermi del sistema de muchos fermiones. Como resultados prácticos de la unificación: i) se obtienen a grosso modo las temperaturas críticas Tc de todos los superconductores conocidos sin abandonar la dinámica convencional electrón-fonón; y ii) se predice la posibilidad de superconductores a temperatura ambiente, pero únicamente vía condensados tipo BE de agujeros. _x000D_ --El trabajo a seguir también consiste en ampliar la nueva teoría GBEC con interacciones interfermiónicas más realistas que la interacción modelo de Cooper/BCS que venimos utilizando hasta la fecha, a saber, e.g., de muy corto alcance (interacciones delta en 2D y 3D pero regularizadas para impedir el colapso del sistema de muchos fermiones). Esto permitirá estudiar las tres ecuaciones acopladas involucradas analíticamente. _x000D_ _x000D_ _x000D_

Contribución

El formalismo planteado GBEC [84] puede constituir un primer paso [84]-[108] en proporcionar un nuevo “paradigma” (o estado de orden cero) para eventualmente describir correctamente, dada una dinámica definida, el fenómeno de la superconductividad tanto de alta como de bajas temperaturas en materiales convencionales y exóticos. Puede muy posiblemente llevarnos a construir una teoría con auténtica capacidad de predicción que orientaría al experimentador en la búsqueda de superconductores a temperatura ambiente. Se antoja pensar que el papel que eventualmente viniesen a jugar los pares de agujeros en la superconductividad (y en la superfluidez fermiónica en general), como lo demuestra el GBEC, pueda compararse en su fecundidad al que desempeñan los agujeros individuales en los semiconductores, sin cuyo concepto no hubiese sido posible inventar el transistor. _x000D_ _x000D_ Una vez encontrados materiales superconductores a temperatura ambiente éstos podrían implicar una revolución tecnológica comparable a la Revolución Industrial, o a la invención del transistor que impulsó la sociedad industrial hacia la sociedad informática en que vivimos. El superconductor de más alta Tc que se conocía desde 1973 hasta 1986 no rebasaba los 23 grados kelvin (K). En 1986 se dio un salto notable en la Tc a 40 K al descubrirse los llamados superconductores cupratos de alta temperatura. Éstos alcanzaron en 1993 la temperatura crítica de 164 K a muy altas presiones—valor de Tc que no ha sido superado hasta la fecha—en un determinado cuprato que contiene mercurio. Evidentemente, como esto equivale a -109 grados Celsius (C) queda aún muy por debajo de la temperatura ambiente de 300 K o 20 C. Actualmente, la búsqueda experimental de materiales con temperaturas críticas mayores procede a “prueba y error,” al no haber una teoría microscópica satisfactoria que además de explicar el fenómeno de la superconductividad tenga el poder predictivo para orientar la búsqueda de nuevos materiales. A largo plazo, nos proponemos iniciar la construcción de esa teoría.

Información general

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Dirección de Desarrollo Académico, Dirección General de Asuntos del Personal Académico (DGAPA). %%Superconductores de alta temperatura%%, Proyectos Universitarios PAPIIT (PAPIIT). En %%Portal de datos abiertos UNAM%% (en línea), México, Universidad Nacional Autónoma de México.
Disponible en: http://datosabiertos.unam.mx/DGAPA:PAPIIT:IN102011
Fecha de actualización: 2017-03-13 00:00:00.0
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Para más información sobre los Proyectos PAPIIT, favor de escribir a: Dra. Claudia Cristina Mendoza Rosales, directora de Desarrollo Académico (DGAPA). Correo: ccmendoza #para# dgapa.unam.mx



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