Papers en primera persona: estudio de “vórtices” en superconductores

Gonzalo Rumi, que es estudiante de Doctorado en Física del Instituto Balseiro, es el primer autor de un paper que se publicó en la revista Physical Review Research. En este artículo responde cinco preguntas sobre el trabajo que realizó como becario de CONICET en el Centro Atómico Bariloche.

Fecha de publicación: 11/12/2019

“Patrones de vórtices hiperuniformes en la superficie de superconductores de tipo II” es el título del paper que se publicó el 29 de octubre en el journal Physical Review Research. Su primer autor, el estudiante de Doctorado en Física Gonzalo Rumi, respondió cinco preguntas de la sección “Papers en primera persona” del Área de Comunicación Institucional y Prensa del Instituto Balseiro para explicar de qué se trata esta investigación.

“Empecé mi carrera de Doctorado en abril de 2015 en el Balseiro. Soy Licenciado en Física por la Universidad Nacional de La Plata”, cuenta Rumi, que es becario del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) en el Laboratorio de Bajas Temperaturas del Centro Atómico Bariloche. Su directora de tesis es la Dra. Yanina Fasano.

Nacido y criado en La Plata, Rumi tiene 33 años de edad. “Elegí estudiar en el Balseiro motivado por el renombre que tiene la institución y por las facilidades a nivel de física experimental, únicas en el país”, agrega. El paper está firmado por nueve investigadores más además de Rumi.

Ocho de los coautores del paper son colegas de Rumi en el Centro Atómico Bariloche: Jazmín Aragón Sánchez, Federico Elías, Raúl Cortés Maldonado, Joaquín Puig, Néstor Cejas Bolecek, Gladys Nieva, Yanina Fasano y Alejandro Kolton. También firma el paper, Marcin Konzcykowski, que trabaja en el Laboratoire des Solides Irradiés, dependiente de la École Polytechnique, Palaiseau, Francia.

-¿En qué consiste tu aporte o cuál fue tu rol desde la tesis de Doctorado en Física del IB?

-Primero que nada, propuse la idea de abordar el problema que estudiamos en este trabajo al volver de una conferencia en la que participé en el 2017. Uno de los expositores, Cinthia Reichhardt, había sugerido la posibilidad de que existan fases de vórtices con propiedades estructurales novedosas, y yo sabía que mis colaboradores tenían a su disposición muchos datos disponibles que podían ser útiles a la hora de verificar experimentalmente esta propuesta teórica. El desarrollo del trabajo involucró también mucha interacción entre investigadores teóricos y experimentales, y yo me siento muy a gusto con un pie en cada una de estas ramas, así que participé bastante activamente en la discusión de los resultados. También colaboré en la obtención y el procesamiento de datos experimentales, aunque la mayor parte de los datos reportados son de mi amiga y colega Jazmín Aragón Sánchez.

-¿Podrías explicar, de la manera más sencilla que puedas, qué son los superconductores tipo II y qué predice la teoría sobre sus distintas fases?

-Los superconductores son materiales que por debajo de cierta temperatura y cierto campo magnético cambian drásticamente sus propiedades para la conducción eléctrica y su comportamiento frente a un campo magnético. Cuando hablamos de superconductores de tipo II nos referimos a materiales en los cuales, en la fase superconductora, el campo magnético entra formando “filamentos” de campo magnético que llamamos vórtices. Cuanto mayor sea el campo magnético en el que ponemos a un superconductor tipo II, mayor densidad de vórtices va a aparecer en el material. Los vórtices tienden a alejarse unos de otros, a quedarse enganchados en los defectos cristalinos del material y a agitarse o desengancharse de los defectos por efecto de la temperatura. La coexistencia de esta multitud de efectos distintos hace que la red de vórtices se comporte de diferente manera según el rango de campo magnético, la temperatura y los defectos que haya en el superconductor, es decir que existen distintas fases de vórtices.

-¿Cuál considerás que ha sido el principal aporte que muestran en este paper?

-En este trabajo estudiamos los patrones bidimensionales que forman los vórtices asomando sobre la superficie de un superconductor tipo II. En particular nos interesa una propiedad que se llama hiperuniformidad y tiene que ver con qué tan homogéneo se ve el patrón si “lo miro desde lejos”. Este es el primer trabajo que presenta un análisis detallado de la presencia de hiperuniformidad en redes de vórtices a partir de un conjunto amplio de datos experimentales. Estudiamos muestras con miles de vórtices, bajo distinto tipo de desorden inducido y a varios campos magnéticos, lo que nos permite dar una discusión nutrida sobre la presencia de hiperuniformidad en varias fases de vórtices diferentes.

-¿Qué es lo que más te gustó de hacer este trabajo?

-La posibilidad de combinar un enfoque teórico con el análisis de un conjunto bastante extenso de datos experimentales. Eso es algo muy enriquecedor.

-¿Cuáles son los siguientes pasos?

-Estamos intentando refinar cuidadosamente algunos ajustes de los datos para tratar de sacarle el mayor jugo posible a las mediciones que tenemos y determinar cómo son las fluctuaciones de la densidad de vórtices en muestras con defectos columnares a escalas muy grandes. Esperamos teóricamente ver una diferencia con las muestras sin defectos, pero experimentalmente no llegamos a distinguirla en este trabajo.

Link al paper publicado en : clickear aquí.

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