En el mundo de los materiales cuánticos, pocos compuestos han suscitado tantas controversias como el metal kagome CsV3Sb5. Este cristal laminar con átomos de vanadio sobre una red de triángulos forma una onda de densidad de carga al enfriarse hasta 94 kelvin, y a entre 2,5 y 3 kelvin pasa a un estado superconductor. Años de experimentos arrojaron resultados contradictorios: algunas mediciones apuntaban a una superconductividad convencional con una brecha de energía completamente abierta, otras a nodos donde la brecha desaparece.
Investigadores de la Universidad de Okayama, dirigidos por el profesor asociado Shinji Kawasaki y el profesor Guo-qing Zheng, aplicaron tensión uniaxial a cristales de CsV3Sb5. Con ayuda de una celda piezoeléctrica estiraron la muestra a lo largo de una dirección y, al mismo tiempo, midieron sus propiedades mediante resonancia cuadrupolar nuclear. Los resultados, publicados en Physical Review Letters, mostraron que el material posee no uno, sino dos estados superconductores cercanos en energía.
Al aplicar una tensión del 0,9 por ciento, la temperatura de transición al estado superconductor aumentó de 3,0 a 3,6 kelvin. Al mismo tiempo, la onda de densidad de carga permaneció prácticamente invariable. A diferencia de la presión hidrostática, que influye en ambos fenómenos a la vez, la tensión uniaxial permite controlar la superconductividad de forma independiente.
Bajo la tensión máxima, el material mostró dos transiciones bien definidas. La primera, a 3,6 kelvin, correspondía a un estado nodal (no convencional); la segunda, a 3,0 kelvin, a uno sin nodos (más convencional). La proporción del componente nodal aumentó del 10 al 26 por ciento. Así pues, la tensión no solo eleva la temperatura, sino que también desplaza el equilibrio entre los dos canales de emparejamiento.
La resonancia cuadrupolar nuclear permitió asomarse al nivel atómico y distinguir estos estados por su entorno electrónico local. Los datos contradictorios de distintos grupos de antes reciben ahora una explicación: los dos estados coexisten de forma casi degenerada, y las distintas metodologías los ponderaban de manera diferente.
El descubrimiento convierte al CsV3Sb5 de una fuente de confusión en un cómodo sistema modelo. Ahora los científicos pueden estudiar por separado cada canal de emparejamiento deformando la red. Este enfoque puede convertirse en una herramienta general para separar la superconductividad y los órdenes competidores en otros superconductores inusuales.
Aunque la temperatura de transición en el CsV3Sb5 es todavía demasiado baja para una aplicación práctica, comprender los mecanismos de competencia entre los dos estados nos acerca a la creación de materiales con una temperatura de superconductividad más alta. La tensión del cristal abre una nueva vía para controlar las propiedades cuánticas.
