ANTHONY LEGGETT F¨ªsico te¨®rico "No creo que la mec¨¢nica cu¨¢ntica sea una teor¨ªa general, creo que hay algo m¨¢s"

Anthony Leggett, f¨ªsico te¨®rico brit¨¢nico de 61 a?os, cree que hay leyes f¨ªsicas a¨²n no descubiertas que rigen el mundo de dimensiones intermedias entre los ¨¢tomos y el reino macrosc¨®pico. En la materia a escalas de millon¨¦simas de mil¨ªmetro emergen los extra?os efectos cu¨¢nticos, que resultan imperceptibles en la vida cotidiana: pues para Leggett falta por encontrar una pieza entre ambos mundos. Es una hip¨®tesis heterodoxa entre los f¨ªsicos, pero las aportaciones de Leggett en otras ¨¢reas impiden calificarle de "contracorriente vocacional". Leggett contribuy¨® a explicar la superfluidez del helio 3 -un fen¨®meno muy buscado, cuya observaci¨®n experimental fue premiada con el Nobel en 1997-, y ahora quiere hacer lo propio con otro caballo de batalla de la f¨ªsica: la superconductividad de alta temperatura. Los materiales superconductores no oponen resistencia al paso de la corriente el¨¦ctrica, lo que abre la puerta a aplicaciones tan atractivas como un tren que viaje levitando sobre los ra¨ªles a velocidad de v¨¦rtigo. Para Leggett, cuando se entienda por qu¨¦ se produce esta superconductividad a alta temperatura, que por ahora sigue siendo muy baja, se obtendr¨¢n superconductores a temperatura ambiente. Leggett ocupa la prestigiosa c¨¢tedra MacArthur de la Universidad de Illinois (EEUU) y pas¨® recientemente unas semanas en la Universidad Aut¨®noma de Madrid.

Pregunta.?Qu¨¦ es la superfluidez del helio3?

Respuesta.El helio es un elemento inusual, porque no se vuelve s¨®lido ni aunque lo enfr¨ªes a temperaturas muy bajas. Se comporta como un l¨ªquido. En el helio4, el is¨®topo m¨¢s pesado del helio, cuando se enfr¨ªa hasta dos grados por encima del cero absoluto (-273 grados cent¨ªgrados) aparece lo que llamamos la superfluidez: de repente el l¨ªquido puede atravesar poros en los que cualquier otro l¨ªquido estar¨ªa frenado por la fricci¨®n. El helio3 no se comporta as¨ª. La superfluidez en el helio 3 se busc¨® durante d¨¦cadas, pero hubo que enfriarlo hasta apenas tres mil¨¦simas de grado por encima del cero absoluto para lograrla.

P.?Tiene aplicaciones la superfluidez del helio 3?

R.Desafortunadamente, creo que no. Puede que en un futuro lejano haya aplicaciones... Por ejemplo, donde interese medir diferencias muy peque?as en campos gravitacionales: en naves espaciales, en geof¨ªsica...

P.Usted trabaja tambi¨¦n en superconductividad. ?C¨®mo va la carrera en pos de la superconductividad de alta temperatura?

R.La importancia de la superconductividad de altas temperaturas es que los superconductores antiguos hab¨ªa que enfriarlos hasta -270? cent¨ªgrados, y para eso hace falta helio l¨ªquido, que es muy poco manejable. As¨ª que, si consigues superconductores a -120? cent¨ªgrados ya es una ventaja: puedes enfriarlos con nitr¨®geno, que es m¨¢s barato y f¨¢cil de usar. Pero apostar¨ªa a que en el futuro tendremos superconductividad a temperatura ambiente. Y entonces no har¨¢ falta enfriar nada.

P.?Qu¨¦ temperatura se ha alcanzado hasta ahora?

R.Unos -113? cent¨ªgrados. Algo m¨¢s de la mitad de la temperatura ambiente.

P.Parece mucho duplicar esta temperatura.

R.Bueno, es que en 1986 la temperatura m¨¢s alta que ten¨ªamos eran -247? C. Hemos mejorado mucho.

P.?A qu¨¦ se debe el aumento en las temperaturas de los materiales superconductores?

R.Dir¨ªa que a la suerte. Los superconductores a alta temperatura son todos de un material llamado cuprato. Tienen ox¨ªgeno y cobre. La subida de temperaturas ha sido por explorar diferentes cupratos. La mejor por ahora tiene tres capas de ox¨ªgeno y cobre con mercurio entremedias.

P.?Por qu¨¦ no se entiende a¨²n c¨®mo se produce la superconductividad de alta temperatura?

R.Los primeros superconductores se descubrieron en 1911 y la teor¨ªa lleg¨® en 1956. Todav¨ªa no ha pasado tanto tiempo con los de alta temperatura, pese a la gran actividad del campo. En la ¨²ltima d¨¦cada, ha habido unas 30.000 publicaciones sobre esto.

P.?Por qu¨¦ le interesa?

R.S¨®lo quiero saber qu¨¦ hacen los electrones en esos materiales. Pero no es s¨®lo por la superconductividad, sino por si realmente entendemos los estados en que puede encontrarse la materia. Y estoy interesado en los aspectos pr¨¢cticos, porque estos superconductores tendr¨¢n un sinf¨ªn de aplicaciones. Adem¨¢s, ser¨¢n maravillosos ejemplos de los principios de la mec¨¢nica cu¨¢ntica funcionando encima de la mesa. Ser¨ªa estupendo presenciar efectos de superconductividad aqu¨ª mismo, en el despacho.

P.Expl¨ªqueme c¨®mo se har¨ªa.

R.Hay un experimento muy f¨¢cil que hice una vez con ni?os: coges un peque?o disco superconductor de alta temperatura y otro disco de material magn¨¦tico no superconductor, y tratas de balancear ¨¦ste ¨²ltimo sobre el primero. Lo que pasa es muy divertido: ves el im¨¢n no superconductor levitando sobre el otro y girando como loco, sin parar. Pero cuando se evapora el nitr¨®geno l¨ªquido que enfr¨ªa el superconductor, ves que el im¨¢n se cae, simplemente.

P.?Queda mucho por saber hoy sobre el comportamiento de la materia?

R.Bueno, yo tengo un punto de vista bastante radical sobre esto. En el sentido siguiente. Creo que la mayor¨ªa de mis colegas sostendr¨ªa que si se conocieran las ecuaciones que describen el movimiento de cada uno de los ¨¢tomos de esta mesa, entonces, en principio, yo podr¨ªa describir el comportamiento de la materia de toda la mesa. Yo no estoy de acuerdo. Es un punto de vista muy radical. Creo que probablemente hay leyes de la naturaleza que emergen a un nivel por encima de un ¨²nico ¨¢tomo, y son leyes que no conocemos a¨²n. Yo no creo, personalmente, que la mec¨¢nica cu¨¢ntica sea una teor¨ªa general; creo que hay algo m¨¢s que entra en juego, entre el nivel de los ¨¢tomos y el nivel en el que estamos nosotros. Algo entre ambos niveles. Y una de las cosas que he estado haciendo en los ¨²ltimos a?os es dise?ar un experimento para demostrar esto.

P.?Qu¨¦ le hace pensar eso?

R.Mi principal raz¨®n es una paradoja muy fundamental en la mec¨¢nica cu¨¢ntica, el principio de incertidumbre. Este principio no resulta aplicable en la vida cotidiana, y me resulta tremendamente insatisfactorio. No es un buen ejemplo, pero pongamos que hablo de este bol¨ªgrafo. El bol¨ªgrafo podr¨ªa estar en un estado de superposici¨®n cu¨¢ntica en dos sitios distintos, aqu¨ª y aqu¨ª . Esto no es lo dif¨ªcil. Lo dif¨ªcil es probar que realmente est¨¢ en ese estado, y no aqu¨ª o aqu¨ª. Hay un mont¨®n de literatura que dice que probar esto era a priori rid¨ªculo. En los ¨²ltimos a?os nos estamos dando cuenta de que no es tan imposible.

P.?C¨®mo piensa probar su hip¨®tesis?

R.Hay un experimento en construcci¨®n en Roma, que tal vez d¨¦ resultados dentro de unos dos a?os. Viene a ser un dispositivo en el laboratorio y se puede predecir que si la mec¨¢nica cu¨¢ntica realmente describe su funcionamiento, entonces estar¨¢ en un estado de superposici¨®n cu¨¢ntica. Si desarrollamos nuestro experimento con el suficiente cuidado no hay raz¨®n, en principio, para no poder demostrar que est¨¢ o no en un estado de superposici¨®n.

P.Equivaldr¨ªa a saber si el famoso gato de Schrodinger est¨¢ vivo o muerto.

R.S¨ª, exactamente.

P.Si prueba eso va a ser una revoluci¨®n.

R.Pero es muy dif¨ªcil. Hay que ser extremadamente cuidadoso. En este tipo de experimentos, cuando ves el comportamiento cu¨¢ntico puedes estar casi seguro de que no se debe a un accidente, pero en caso contrario puede haber un mont¨®n de razones que expliquen por qu¨¦ no ves fen¨®menos cu¨¢nticos.