Superconductividad: físicos baten el récord a presión ambiente con un material que funciona a −122 °C
Científicos de la Universidad de Houston han logrado el mayor avance en superconductividad a presión ambiente en más de tres décadas: un material capaz de transportar electricidad sin pérdidas a −122 °C. El resultado rompe un récord que llevaba intacto desde 1993 y acerca un poco más el viejo sueño de la superconductividad a temperatura ambiente.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El físico Paul Ching-Wu Chu sostiene una celda de yunque de diamante (DAC) en un laboratorio de la Universidad de Houston, el dispositivo utilizado por su equipo para lograr el récord de superconductividad a presión ambiente. Cortesía: University of Houston
Un viejo récord cae en la carrera por la superconductividad
Durante más de tres décadas, la física de materiales ha convivido con un récord que parecía inamovible. Desde 1993, ningún superconductor había superado los 133 kelvin (−140 °C) de temperatura crítica —el punto en el que la resistencia eléctrica desaparece— a presión ambiente. Los avances llegaron después, sí, pero casi siempre con una condición incómoda: presiones enormes, comparables a las del interior de los planetas.
Ahora, un grupo de investigadores ha logrado romper esa barrera histórica. En un nuevo trabajo publicado en la revista PNAS, los físicos describen cómo han conseguido un superconductor que funciona a 151 kelvin (−122 °C) sin necesidad de alta presión, una marca que supera en dieciocho grados el récord vigente desde el siglo pasado.
El avance no implica todavía la llegada de la superconductividad a temperatura ambiente —el gran sueño de los científicos que trabajan en este campo de la física—, pero sí marca un hito largamente esperado: demuestra que es posible recuperar, en condiciones normales, estados superconductores que antes solo existían bajo presiones extremas.
Los autores del trabajo subrayan además la importancia práctica de este tipo de avances. Como explica Ching-Wu Chu, físico de la Universidad de Houston y autor principal del estudio:
🗣️ «La transmisión de electricidad en la red eléctrica pierde alrededor del 8 % de la energía. Si lográramos conservar esa energía, eso supondría miles de millones de dólares en ahorro; además nos ahorraría mucho esfuerzo y reduciría el impacto ambiental».
Qué es la superconductividad y por qué es importante
La superconductividad es uno de los fenómenos más fascinantes de la física moderna. Cuando ciertos materiales se enfrían por debajo de una temperatura crítica, su resistencia eléctrica cae abruptamente a cero. En ese estado, una corriente eléctrica puede circular indefinidamente sin perder una pizca de energía.
El descubrimiento, realizado en 1911 por el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes, abrió la puerta a aplicaciones revolucionarias: transporte de electricidad sin pérdidas, trenes de levitación magnética, escáneres médicos más potentes o incluso avances en computación cuántica.
Durante décadas, el gran obstáculo para materiazar este sueño ha sido la temperatura necesaria para lograr ese estado. Los primeros superconductores solo funcionaban cerca del cero absoluto (-273,15 ºC).
El gran salto llegó en 1987, cuando los llamados cupratos, una familia de materiales cerámicos con cobre y oxígeno, permitieron alcanzar temperaturas críticas superiores a 90 kelvinn (-183 °C), lo suficientemente altas como para usar nitrógeno líquido, mucho más barato que el helio.
El récord de 133 kelvin llevaba intacto desde 1993
Pero el progreso se estancó pronto. En 1993, el compuesto HgBa₂Ca₂Cu₃O₈+δ, un cuprato basado en mercurio descubierto por un equipo internacional liderado por el físico Hans‑Rudolf Ott, en el ETH Zurich, alcanzó los 133 kelvin, el récord de superconductividad a presión ambiente. Y allí se quedó durante más de treinta años.
Mientras tanto, los investigadores lograron temperaturas mucho mayores en laboratorio —hasta 260 kelvin (−13 °C)— utilizando hidruros metálicos.
El problema es que esos materiales superconductores solo funcionan bajo presiones enormes, de hasta millones de veces la presión atmosférica, lo que los vuelve impracticables fuera de experimentos especializados.
Cómo han conseguido el nuevo récord de superconductividad
El nuevo estudio aborda precisamente ese cuello de botella. La estrategia de los investigadores consistió en aprovechar un fenómeno conocido: muchos materiales muestran propiedades superconductoras más intensas cuando se comprimen. Bajo presión, sus átomos se reorganizan ligeramente y sus electrones interactúan de forma distinta, lo que puede aumentar la temperatura crítica.
El compuesto HgBa₂Ca₂Cu₃O₈+δ ya era un candidato ideal. A presión ambiente alcanza los 133 kelvin, pero bajo presión puede superar los 160 kelvin.
El reto era conservar ese estado mejorado cuando la presión desaparece. Para lograrlo, los científicos desarrollaron una técnica denominada “pressure-quench protocol” (PQP), que podría traducirse como protocolo de descompresión rápida. La idea es sencilla en concepto pero compleja en práctica:
1️⃣ Primero se comprime el material a presiones muy altas para crear la fase superconductora mejorada.
2️⃣ Después, se libera la presión de forma súbita y controlada, mientras el sistema se mantiene a temperaturas extremadamente bajas.
3️⃣ Si el proceso se realiza correctamente, el material queda congeladoen ese estado metastable incluso cuando vuelve a presión ambiente.
Según explican los autores, este procedimiento permite atrapar fases cuánticas que normalmente solo existen bajo condiciones extremas.
«Una vez que llevamos el material a presión ambiente, se vuelve mucho más accesible para que los científicos utilicen instrumentación bien desarrollada para investigarlo y seguir desarrollando tecnologías que funcionen en condiciones ambientales», señala Liangzi Deng, físico de la Universidad de Houston y autor principal del trabajo.
De izquierda a derecha, los físicos Paul Ching-Wu Chu y Liangzi Deng, que desarrollaron un protocolo de descompresión rápida (pressure-quench) para estabilizar fases superconductoras generadas a alta presión en condiciones de presión ambiente. En la imagen aparecen los instrumentos utilizados para validar los resultados de superconductividad de alta temperatura que han establecido un nuevo récord a presión ambiente. Cortesía: University of Houston
El nuevo récord: superconductividad a 151 kelvin
Aplicando este método al cuprato de mercurio, los investigadores realizaron una serie de experimentos en pequeños cristales del material.
Primero los sometieron a presiones de entre 10 y 30 gigapascales —unas 300.000 veces la presión atmosférica— y temperaturas de apenas 4,2 kelvin, cercanas al punto de ebullición del helio líquido. En esas condiciones, la temperatura crítica del material supera los 150 kelvin.
Después aplicaron la descompresión rápida. El resultado: varios de los cristales conservaron un estado superconductor mejorado incluso tras volver a presión ambiente.
En distintos experimentos se registraron temperaturas críticas de 147, 149 y hasta 151 kelvin, lo que constituye el nuevo récord reproducible para la superconductividad a presión ambiente en cupratos.
Es decir, el material sigue siendo superconductor a temperaturas 18 grados más altas que el anterior récord histórico.
En un caso aislado, los científicos detectaron una transición que podría indicar superconductividad hasta 172 kelvin (unos −101 °C), aunque ese resultado aún no ha podido reproducirse de forma fiable.
🗣️ El logro tiene además implicaciones conceptuales importantes. Como resume Chu, «otros investigadores han demostrado que es posible alcanzar la superconductividad a temperatura ambiente bajo presión. Nuestro método demuestra que es posible conservar ese estado sin necesidad de mantener la presión».
MATERIALES CUÁNTICOS
Qué ocurre dentro del material
Para entender por qué funciona este método, el equipo combinó experimentos con simulaciones teóricas. Las mediciones de difracción de rayos X mostraron que el material mantiene su estructura cristalina tetragonal, la misma que tiene antes del experimento. Sin embargo, los picos de difracción aparecen más anchos, una señal de que la red cristalina contiene defectos o tensiones internas.
Estos defectos parecen desempeñar un papel clave: actúan como anclas que ayudan a mantener la fase superconductora generada bajo presión.
Los cálculos teóricos también apuntan a un fenómeno electrónico interesante. Al aumentar la presión, el material experimenta una transición de Lifshitz, un cambio en la forma de la superficie de Fermi, la estructura que describe cómo se distribuyen los electrones en el sólido. Ese cambio aumenta la densidad de estados electrónicos disponibles y favorece la superconductividad.
Cuando la presión se libera de forma rápida, el material puede quedarse atrapado en esa configuración electrónica favorable.
Un material todavía delicado
El nuevo superconductor récord no es todavía un material fácil de usar. Los investigadores de Houston comprobaron que la fase metastable tiene una estabilidad limitada. El estado superconductor se mantiene durante días si el material se conserva en nitrógeno líquido, pero empieza a degradarse cuando se calienta por encima de unos 200 kelvin.
Además, parte del efecto puede desaparecer si el cristal se somete a ciclos térmicos prolongados.
Aun así, las medidas magnéticas muestran que la superconductividad observada no es un fenómeno superficial ni localizado: cerca del 78 % del volumen del material participa en el estado superconductor.
Más que un récord
Más allá de la cifra concreta de 151 kelvin, el verdadero interés del trabajo podría estar en el método. En efecto, el protocolo PQP abre la posibilidad de crear materiales con propiedades extraordinarias que normalmente solo existen bajo presión. En teoría, la misma estrategia podría aplicarse a muchos otros sistemas cuánticos.
Los propios autores sugieren que el procedimiento podría ayudar a explorar estados electrónicos nuevos, fases magnéticas exóticas o incluso materiales con propiedades ópticas inéditas.
En el campo de la superconductividad, el resultado también reaviva la esperanza de seguir empujando el récord hacia temperaturas cada vez mayores sin recurrir a presiones gigantescas.
Un superconductor levita sobre un imán debido al efecto Meissner, una de las señales más visibles de la superconductividad. Aunque la levitación magnética suele asociarse a este fenómeno, por sí sola no es una prueba definitiva de superconductividad. Foto: Mai-Linh Doan / Wikimedia Commons
Un paso más hacia el gran objetivo
El sueño último de esta disciplina sigue siendo encontrar un superconductor que funcione a temperatura ambiente y presión normal. Un material así transformaría la infraestructura energética global: cables eléctricos sin pérdidas, almacenamiento magnético ultracompacto o dispositivos electrónicos radicalmente más eficientes.
El récord actual —151 kelvin— aún está lejos de los 300 kelvin que marcan la temperatura ambiente. Pero la historia de la superconductividad ha avanzado a base de saltos inesperados.
Durante décadas, el récord de 133 kelvin parecía insuperable. Hoy ya pertenece al pasado.
Y si algo demuestra este nuevo trabajo es que los límites en superconductividad a presión ambiente aún no están escritos en piedra. «Este hallazgo tiene un gran potencial. Creemos que, si suficientes personas trabajan en ello y se le dedica el tiempo necesario, podremos llegar a materializar ese potencia», dice Chu.
Otros expertos coinciden en que el avance es importante, pero que aún queda un largo camino por recorrer. Rohit Prasankumar, director de investigación en superconductividad en Intellectual Ventures, lo expresa así:
🗣️ «La superconductividad a temperatura ambiente se ha considerado durante más de un siglo el santo grial de la ciencia. El resultado del equipo de la Universidad de Houston demuestra que este objetivo está más cerca que nunca. Sin embargo, la distancia entre el nuevo récord logrado en este estudio y la temperatura ambiente sigue siendo de unos 140 ºC. Cerrar esa brecha requerirá un esfuerzo concertado y deliberado de toda la comunidad científica, incluidos científicos de materiales, químicos e ingenieros, además de físicos».
El nuevo récord no es el final de la carrera, pero sí una señal clara de que la meta —un superconductor verdaderamente práctico— podría estar un poco más cerca de lo que parecía.▪️(15-marzo-2026)
Información facilitada por la Universidad de Houston
Fuente: Liangzi Deng et al. Ambient-pressure 151-K superconductivity in HgBa2Ca2Cu3O8+δvia pressure quench. Proceedings of the National Academy of Sciences (2026). DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2536178123
