Per la prima volta i ricercatori hanno utilizzato con successo gli impulsi laser per eccitare un composto a base di ferro in uno stato superconduttore. Ciò significa che ha condotto l'elettricità senza resistenza. Il composto di ferro è un noto superconduttore a temperature ultrabasse, ma questo metodo consente la superconduzione a temperature più elevate. Si spera che questo tipo di ricerca possa migliorare notevolmente l'efficienza energetica nelle apparecchiature elettriche e nei dispositivi elettronici.

"In poche parole, abbiamo dimostrato che nelle giuste condizioni, la luce può indurre uno stato di superconduttività in un composto di ferro. Quindi non ha resistenza a una corrente elettrica, " ha spiegato il ricercatore del progetto Takeshi Suzuki dell'Istituto di fisica dello stato solido dell'Università di Tokyo. "In passato potrebbe anche essere stato chiamato alchimia, ma in realtà comprendiamo i processi fisici che hanno trasformato istantaneamente un metallo normale in un superconduttore. Questi sono tempi entusiasmanti per la fisica".

La superconduzione è un argomento scottante nella fisica dello stato solido, o meglio un molto, uno molto freddo. Come ha spiegato Suzuki, la superconduzione è quando un materiale, spesso un conduttore elettrico, trasporta una corrente elettrica ma non aumenta la resistenza del circuito. Se questo può essere realizzato, significherebbe che dispositivi e infrastrutture basati su tali principi potrebbero essere estremamente efficienti dal punto di vista energetico. In altre parole, un giorno potrebbe farti risparmiare denaro sulla bolletta dell'elettricità, immaginalo.

Però, al momento c'è un problema sul motivo per cui non si vedono già televisori e aspirapolvere basati su superconduttori nei negozi. Materiali come il seleniuro di ferro (FeSe) i ricercatori hanno studiato i superconduttori solo quando sono molto al di sotto del punto di congelamento dell'acqua. Infatti, a pressione ambiente FeSe di solito superconduce a circa 10 gradi sopra lo zero assoluto, o circa meno 263 gradi Celsius, appena più caldo del freddo, oscure profondità dello spazio.

C'è un modo per convincere il FeSe alla superconduzione a temperature leggermente meno proibitive fino a circa meno 223 gradi Celsius, ma questo richiede enormi pressioni da applicare al campione, circa sei gigapascal o 59, 000 volte l'atmosfera standard al livello del mare. Ciò si rivelerebbe poco pratico per l'implementazione della superconduzione in dispositivi utili. Questo rappresenta quindi una sfida per i fisici, anche se serve a motivarli mentre si sforzano di essere un giorno i primi a presentare al mondo un superconduttore a temperatura ambiente.

"Ogni materiale nella nostra vita quotidiana ha il suo carattere. La schiuma è morbida, la gomma è flessibile, il vetro è trasparente e un superconduttore ha la caratteristica unica che la corrente può fluire uniformemente senza resistenza. Questo è un personaggio che tutti vorremmo incontrare, " ha detto la studentessa laureata Mari Watanabe, anche dall'Istituto di Fisica dello Stato Solido. "Con un'alta energia, laser ultraveloce, abbiamo osservato con successo un fenomeno emergente di fotoeccitazione, la superconduzione, alla temperatura più calda di meno 258 gradi Celsius, che normalmente richiederebbero pressioni elevate o altri compromessi poco pratici".

Questa ricerca è l'ultima di una lunga serie di passi dalla scoperta della superconduzione al giorno tanto atteso in cui un superconduttore a temperatura ambiente potrebbe diventare possibile. E come in molti campi di studio emergenti all'interno della fisica, potrebbero esserci applicazioni che non sono ancora state previste. Un possibile uso di questa idea di fotoeccitazione è ottenere componenti di commutazione ad alta velocità per il calcolo che produrrebbero anche poco calore, massimizzando così l'efficienza.

"Prossimo, cercheremo condizioni più favorevoli per la superconduttività indotta dalla luce utilizzando un diverso tipo di luce, e alla fine raggiungere la superconduttività a temperatura ambiente, " ha concluso Suzuki. "La superconduttività può ridurre drasticamente il calore e l'energia dispersa se può essere utilizzata nella vita di tutti i giorni a temperatura ambiente. Ci interessa studiare la superconduttività per risolvere il problema energetico, che è uno dei problemi più seri del mondo in questo momento".