El grafeno vuelve a demostrar que un material aparentemente simple puede esconder física extremadamente compleja.

Investigadores del MIT reportaron que una forma específica de grafeno, conocida como grafeno romboédrico, puede alojar múltiples estados de superconductividad. Lo más sorprendente es que algunos de estos estados no desaparecen al aplicar campos magnéticos intensos. En ciertos casos, incluso se fortalecen.

La superconductividad es un estado de la materia en el que los electrones pueden moverse a través de un material sin resistencia eléctrica. En términos simples: la corriente fluye sin perder energía en forma de calor. El problema es que este fenómeno suele ser muy delicado. Temperaturas altas, impurezas o campos magnéticos pueden destruirlo fácilmente.

Por eso este hallazgo llama tanto la atención.

El equipo estudió capas ultradelgadas de grafeno romboédrico, una estructura que puede aparecer naturalmente dentro del grafito. A diferencia del grafeno “normal” de una sola capa, el grafeno romboédrico está formado por varias capas apiladas con un pequeño desplazamiento entre ellas, como si fueran escalones microscópicos.

En sus experimentos, los investigadores analizaron muestras de cuatro y cinco capas de grafeno romboédrico. Al controlar la densidad de electrones mediante voltajes eléctricos y someter el material a temperaturas extremadamente bajas, encontraron cuatro estados superconductores distintos.

Lo inesperado fue que tres de esos estados resistieron campos magnéticos relativamente altos. Normalmente, un campo magnético rompe los pares de electrones responsables de la superconductividad, conocidos como pares de Cooper. Pero en este caso, algunos estados superconductores permanecieron activos incluso bajo condiciones que deberían haberlos destruido.

El resultado más extraño apareció cuando el campo magnético no solo permitió que la superconductividad continuara, sino que pareció fortalecerla. En ciertas condiciones, el material pudo superconductar a una temperatura mayor de la esperada y soportar más corriente antes de perder su estado superconductor.

Los científicos todavía no tienen una explicación definitiva. Una posibilidad es que los electrones se estén emparejando de una manera no convencional, quizá con sus espines alineados en lugar de opuestos. Si esto se confirma, el grafeno romboédrico podría convertirse en una plataforma muy valiosa para estudiar superconductividad exótica, estados topológicos y fenómenos cuánticos difíciles de observar en otros materiales.

Aun así, es importante no exagerar el alcance del descubrimiento. Este avance no significa que ya tengamos cables superconductores de grafeno para uso cotidiano, ni computadoras cuánticas comerciales basadas en este material. Los experimentos se realizaron en condiciones muy controladas y a temperaturas ultrabajas.

Su importancia está en otro lugar: ayuda a entender mejor cómo pueden surgir nuevas formas de superconductividad en materiales bidimensionales. Y eso podría abrir rutas futuras para diseñar dispositivos cuánticos, sensores avanzados o materiales electrónicos con propiedades que hoy todavía estamos aprendiendo a controlar.

En pocas palabras, MIT no acaba de crear una tecnología lista para el mercado. Pero sí encontró una nueva pieza del rompecabezas de la superconductividad, y esa pieza podría ser clave para la próxima generación de materiales cuánticos.