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| Asteroides y un protoplaneta (ilustración de Pixabay.com) |
La superconductividad es una propiedad extremadamente inusual de forma natural en la Tierra; pero ahora un equipo de científicos ha descubierto materiales superconductores en dos meteoritos. Esto puede hacer más interesante la futura explotación minera de asteroides.
Su investigación también ayudará a entender otros fenómenos como el del campo magnético de la Tierra.
Los descubridores han sido los científicos del Laboratorio de UC San Diego y Brookhaven en Nueva York, que estaban buscando materiales superconductores donde los investigadores habían tenido poca suerte antes. Pusieron su interés en una población diversa de meteoritos, investigaron 15 piezas de cometas y asteroides y fue en dos de ellos, los conocidos como "Mundrabilla" y "GRA 95205", donde encontraron granos de material superconductor.
Si bien los meteoritos, debido a sus orígenes extremos en el espacio, presentan a los investigadores una amplia variedad de fases materiales de los estados más antiguos del sistema solar, también presentan desafíos de detección debido a la mensurabilidad potencialmente diminuta de las fases. El equipo de investigación superó este desafío utilizando una técnica de medición ultrasensible llamada "Espectroscopía de Microondas Modulada por Campo Magnético" o MFMMS por sus siglas en inglés. Los detalles del trabajo se publican en Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).
En su artículo, los investigadores Mark Thiemens, Ivan Schuller y James Wampler de Universidad de California en San Diego, junto con Shaobo Cheng y Yimei Zhu de Brookhaven Lab, caracterizaron las fases de los meteoritos como aleaciones de plomo, estaño e indio (el metal no alcalino más blando).
Los investigadores afirman que sus hallazgos podrían afectar la comprensión de varios fenómenos astronómicos, señalando que las partículas superconductoras en entornos fríos podrían estar implicadas en la creación de los planetas, también podrían estar relacionadas con la forma y el origen de los campos magnéticos, el llamado efectos de dinamo (que se cree es el que origina el campo magnético de un planeta), el movimiento de las partículas cargadas y otros fenómenos.
"Los materiales superconductores de origen natural son inusuales, pero son particularmente significativos porque estos materiales podrían ser superconductores en entornos extraterrestres", dijo Wampler, investigador postdoctoral en el Grupo de Nanociencia Schuller y primer autor del artículo.
Schuller, un distinguido profesor en el Departamento de Física con experiencia en superconductividad y computación neuromórfica, guió las técnicas metodológicas del estudio. Después de mitigar el desafío de detección con MFMMS, los investigadores subdividieron y midieron muestras individuales, lo que les permitió aislar los granos que contienen la mayor fracción de superconductividad. A continuación, el equipo caracterizó los granos con una serie de técnicas científicas que incluyen magnetometría de muestra vibratoria (VSM), espectroscopía de rayos X de dispersión de energía (EDX) y métodos numéricos.
"Estas mediciones y análisis identificaron las fases probables como aleaciones de plomo, indio y estaño", dijo Wampler.
Según Thiemens, un distinguido profesor de química y bioquímica, los meteoritos con condiciones extremas de formación son ideales para observar especies químicas exóticas, como los superconductores, materiales que conducen electricidad o transportan electrones sin resistencia. Sin embargo, señaló la singularidad de los materiales superconductores que se producen en estos miniplanetas extraterrestres.
“Mi parte del proyecto fue determinar cuál de las decenas de miles de meteoritos de muchas clases era un buen candidato y discutir la relevancia para los procesos planetarios; uno del núcleo de hierro y níquel de un planeta, el otro de la parte más superficial que ha sido fuertemente bombardeada y fue uno de los primeros meteoritos donde se observaron diamantes ", dijo Thiemens.
Según el químico cosmológico, que tiene un meteorito que lleva su nombre, el asteroide 7004Markthiemens, Mundrabilla es un meteorito rico en sulfuro de hierro de una clase formada después de fundirse en núcleos asteroides y enfriarse muy lentamente. GRA 95205, por otro lado, es un meteorito de ureilita, una rara pieza pedregosa con una composición mineral única, que sufrió fuertes conmociones durante su formación.
Según Schuller, la superconductividad en muestras naturales es extremadamente inusual. “Los materiales recolectados naturalmente no son materiales de fase pura. Incluso el mineral superconductor más simple, el plomo, rara vez se encuentra en su forma nativa ”, explicó Schuller.
Los investigadores acordaron que sabían de un solo informe previo de superconductividad natural, en la calavera mineral también conocida como calaverita o teluro de oro; sin embargo, debido a que las fases superconductoras que informan en el artículo PNAS existen en dos meteoritos diferentes, es probable que exista en otros meteoritos.
Fuente: Brookhaven
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