Superconductores con IA: la búsqueda del material que puede cambiar la civilización
Los superconductores son materiales que conducen la electricidad sin ninguna resistencia: sin pérdidas de energía, sin calor generado, con una eficiencia del 100%. Si existiera un material superconductor que funcionara a temperatura ambiente, la transmisión de electricidad cambiaría por completo, los trenes de levitación magnética serían viables a gran escala, los escáneres de resonancia magnética no necesitarían refrigeración criogénica y los ordenadores cuánticos podrían operar fuera de laboratorios especializados. El problema es que todos los superconductores conocidos necesitan temperaturas de cientos de grados bajo cero para funcionar. En 2026, la inteligencia artificial está acelerando la búsqueda de ese material que podría cambiar la civilización.
Qué son los superconductores y por qué la temperatura lo es todo
La superconductividad fue descubierta en 1911 por Heike Kamerlingh Onnes cuando enfrió mercurio a 4 grados Kelvin, cerca del cero absoluto, y observó que su resistencia eléctrica desaparecía completamente. Durante más de un siglo, la barrera de temperatura ha limitado las aplicaciones prácticas de los superconductores a entornos muy especializados donde la refrigeración criogénica es viable.
La búsqueda de superconductores de alta temperatura, es decir, materiales que exhiben superconductividad a temperaturas más manejables, es uno de los grandes problemas abiertos de la física del estado sólido. Los mejores superconductores conocidos hasta 2023 funcionan a temperaturas que todavía requieren refrigeración, aunque mucho menos extrema que el helio líquido.
LK-99 y la controversia que sacudió al mundo científico
En julio de 2023, un equipo de investigadores surcoreanos publicó un artículo anunciando el descubrimiento del LK-99, un material que supuestamente mostraba superconductividad a temperatura ambiente y presión normal. El impacto fue inmediato: los medios de todo el mundo lo presentaron como el mayor avance científico del siglo, y laboratorios de varios países intentaron replicar los resultados.
La replicación fracasó. El LK-99 no es un superconductor a temperatura ambiente. Pero el episodio demostró algo importante: la comunidad científica global puede movilizarse y verificar una afirmación en semanas cuando los datos son públicos, y los modelos de inteligencia artificial jugaron un papel relevante en el análisis rápido de las propiedades electrónicas del material a partir de su estructura cristalina.
GNoME y la predicción de 2 millones de materiales nuevos
Google DeepMind presentó en noviembre de 2023 GNoME, un modelo de aprendizaje profundo que predijo la existencia de más de 2 millones de nuevos materiales estables que todavía no han sido sintetizados. De esos materiales, varios miles tienen propiedades electrónicas que los convierten en candidatos para investigación en superconductividad.
La diferencia con los métodos tradicionales de búsqueda de superconductores es radical. Un investigador puede sintetizar y probar decenas de materiales al año. GNoME generó dos millones de candidatos en el tiempo que tarda un modelo de lenguaje en procesar un texto largo. La selección de cuáles probar primero se hace con criterios de IA basados en las propiedades calculadas de cada candidato. Puedes explorar el proyecto y sus implicaciones directamente en el blog de investigación de Google DeepMind.
Los usos que transformarían el mundo si existiera un superconductor a temperatura ambiente
El impacto de un superconductor de temperatura ambiente sería difícil de exagerar. Las redes eléctricas actuales pierden entre el 5% y el 10% de la energía que transmiten en forma de calor por la resistencia de los cables. Cables superconductores eliminarían esas pérdidas completamente, lo que equivale a producir electricidad limpia de forma gratuita a partir de la eficiencia.
Los trenes de levitación magnética, que usan superconductores para flotar sobre la vía sin fricción, son ya una realidad en Japón y China pero requieren infraestructuras de refrigeración enormes. Con superconductores de temperatura ambiente, la levitación magnética podría aplicarse a cualquier sistema de transporte urbano sin el coste de refrigeración que hoy los hace inviables a gran escala.
Para más contexto sobre cómo la IA diseña materiales del futuro en otras aplicaciones, en ExplicaIA tienes un artículo sobre baterías de estado sólido con IA donde encontrarás las mismas técnicas de diseño computacional de materiales aplicadas al almacenamiento de energía.
Dónde está la investigación hoy
En 2024, el grupo de investigación de Ranga Dias en la Universidad de Rochester publicó resultados controvertidos sobre superconductividad a temperatura ambiente en materiales basados en hidrógeno bajo presión extrema. La comunidad científica recibió los resultados con escepticismo después de que el mismo grupo hubiera tenido que retractar artículos anteriores.
Lo que sí parece consolidado es que la combinación de IA para predecir candidatos y síntesis experimental para validarlos está reduciendo significativamente el tiempo de búsqueda. El consenso entre los expertos es que un superconductor de alta temperatura verdaderamente estable y reproducible llegará antes de 2035, aunque nadie puede garantizar esa fecha.
En ExplicaIA seguimos de cerca los superconductores con inteligencia artificial, porque pocas búsquedas en la historia de la física tienen un potencial de impacto tan transformador sobre la civilización, y pocas han encontrado en la IA un acelerador tan poderoso como el que tienen ahora.