Un superconductor de alta temperatura (HTS) es un material que demuestra propiedades eléctricas superconductoras por encima de la temperatura del estado líquido del helio. Se creía que este rango de temperatura, de aproximadamente -452 ° a -454 ° Fahrenheit (-269 ° a -270 ° Celsius) era el límite teórico para la superconductividad. En 1986, sin embargo, los investigadores estadounidenses Karl Muller y Johannes Bednorz descubrieron un grupo de compuestos superconductores de alta temperatura basados en cobre. Estos cupratos, como el óxido de itrio, bario y cobre, YBCO7, variaciones en el óxido de lantano, estroncio y cobre, LSCO y óxido de mercurio y cobre, HgCuO, exhibieron superconductividad a temperaturas tan altas como -256 ° Fahrenheit (-160 ° Celsius).
El descubrimiento de Muller y Bednorz llevó a la concesión del Premio Nobel de Física en 1987 a ambos investigadores, pero el campo siguió evolucionando. El estudio en curso en 2008 produjo una nueva clase de compuestos que exhibían superconductividad, basada en los elementos de hierro y arsénico, como el óxido de lantano y el arsénico de hierro, LaOFeAs. Fue demostrado por primera vez como un superconductor de alta temperatura por Hideo Hosono, un investigador de ciencia de materiales en Japón, en un rango de temperatura de -366 ° Fahrenheit (-221 ° Celsius). Otros elementos raros mezclados con hierro, como el cerio, el samario y el neodimio crearon nuevos compuestos que también demostraron propiedades superconductoras. El récord de 2009 para un superconductor de alta temperatura se logró con un compuesto hecho de talio, mercurio, cobre, bario, calcio, estroncio y oxígeno combinados, que demuestra superconductividad a -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius).
El enfoque del campo de la investigación de superconductores de alta temperatura a partir de 2011 ha sido la ingeniería científica de materiales de mejores compuestos. Cuando se alcanzaron temperaturas de -211 ° Fahrenheit (-135 ° Celsius) para los materiales superconductores, esto permitió examinar sus cualidades en presencia de nitrógeno líquido. Dado que el nitrógeno líquido es un componente común y estable de muchos entornos de laboratorio y existe a una temperatura de -320 ° Fahrenheit (-196 ° Celsius), ha hecho que las pruebas de nuevos materiales sean mucho más prácticas y generalizadas.
El beneficio de la tecnología superconductora para la sociedad convencional aún requiere materiales que puedan operar a temperaturas cercanas a la ambiente. Dado que los superconductores no ofrecen literalmente ninguna resistencia al flujo eléctrico, la corriente podría pasar a través del cable superconductor casi indefinidamente. Esto reduciría las tasas de consumo de energía para todas las necesidades eléctricas y haría que dichos dispositivos fueran ultrarrápidos en comparación con la tecnología electrónica estándar. Potentes imanes estarían disponibles para trenes de levitación magnética asequibles, aplicaciones médicas y producción de energía de fusión. Además, estas tecnologías de superconductores podrían incluir el desarrollo de computadoras cuánticas potencialmente cientos de millones de veces más rápidas en el procesamiento de datos que las que existen en 2011.