O echipă internațională a combinat inteligența artificială cu fizica cuantică pentru a descoperi doi supraconductori complet noi, într-o metodă care ar putea accelera drastic drumul spre supraconductorul „la temperatura camerei”.

Căutarea unui supraconductor la temperatura camerei este unul dintre marile obiective nerezolvate ale fizicii moderne. Materialele supraconductoare, capabile să transporte electricitate fără nicio rezistență, ar putea revoluționa rețelele electrice, computerele cuantice, aparatele RMN sau trenurile cu levitație magnetică, dar există doar la temperaturi extrem de scăzute, aproape de zero absolut, ceea ce le face costisitoare și greu de folosit în practică.

O căutare imposibilă de făcut manual

Problema reală nu e doar fizica, ci și amploarea căutării: numărul de combinații posibile de elemente chimice este atât de mare, încât testarea lor una câte una, prin metode clasice, ar dura practic la nesfârșit. Un consorțiu internațional de cercetători, numit SuperC și coordonat de profesoara Päivi Törmä de la Aalto University (Finlanda), a demonstrat o soluție la această problemă.

Metoda combină învățarea automată cu un concept avansat din fizica cuantică, numit geometrie cuantică, pentru a restrânge drastic spațiul de căutare. Un algoritm de învățare automată a analizat mai întâi un număr uriaș de combinații posibile de elemente, identificând candidații cei mai promițători, care au fost apoi supuși unor calcule cuantice detaliate, iar cei mai buni dintre ei au ajuns în laborator, la Rice University, pentru sinteză și testare experimentală.

Doi supraconductori, o singură geometrie

Rezultatul concret al acestei metode sunt doi supraconductori complet noi: YRu₃B₂ (ytriu-ruteniu-bor) și LuRu₃B₂ (lutețiu-ruteniu-bor). Ambele materiale devin supraconductoare la temperaturi extrem de joase, sub 1 Kelvin (aproximativ -272°C), deci suntem încă foarte departe de un supraconductor „la temperatura camerei”.

Ambele își obțin proprietățile printr-un mecanism aparte: electronii formează așa-numite „benzi plate” într-o rețea cristalină cu geometrie kagome, un tipar hexagonal inspirat din arta tradițională japoneză a împletitului coșurilor. Miza reală a descoperirii nu e neapărat cele două materiale în sine, ci demonstrarea faptului că metoda funcționează, la scara unei căutări altfel imposibile pentru cercetătorii umani.

Obiectiv: 2033

Consorțiul SuperC, înființat în 2023, își propune ca obiectiv găsirea unui supraconductor funcțional la temperatura camerei până în 2033. Dacă un asemenea material ar putea înlocui conductorii obișnuiți din computere și centre de date, risipa globală de energie din transportul electricității ar putea scădea semnificativ.

Deocamdată, cei doi supraconductori descoperiți confirmă mai ales viabilitatea metodei în sine, nu apropierea de țintă.

Descoperirea arată că o căutare practic imposibilă de făcut manual, printre miliarde de combinații chimice posibile, poate deveni un proces ghidat, rapid și repetabil, exact instrumentul de care fizica materialelor avea nevoie pentru următorul deceniu de cercetare.

---

Sursa: Rose Albu Mustaf, Sajilesh K. P., Sanu Mishra, Junze Deng, Yi Jiang, Kaja H. Hiorth, Eeli O. Lamponen, Martin Gutierrez-Amigo, Päivi Törmä, Miguel A. L. Marques, B. Andrei Bernevig, Emilia Morosan — Aalto University, Rice University, Princeton University, Ruhr University Bochum, Donostia International Physics Center — „Machine-learning-guided discovery of kagome superconductors YRu3B2 and LuRu3B2″, Physical Review Research (17 iunie 2026), DOI: 10.1103/lpqj-7hyg