Физики обнаружили брешь в классической теории сверхпроводимости

Десятилетиями наука опиралась на теорию БКШ, считая, что пары электронов в сверхпроводниках действуют независимо. Однако эксперимент французских и американских ученых с ультрахолодными атомами лития опроверг это убеждение. Исследователи впервые зафиксировали скрытые связи между парами, которые фундаментальная модель 1950-х годов просто не учитывала.

Чтобы заглянуть внутрь квантовых процессов, команда из CNRS и Института Flatiron использовала ферми-газ из атомов лития. Газ охладили до миллиардных долей градуса выше абсолютного нуля, создав точную имитацию поведения электронов. С помощью новой технологии визуализации физики смогли увидеть не просто отдельные частицы, а то, как именно они распределяются в пространстве после объединения в пары.

Нобелевская теория БКШ предполагала, что такие пары существуют автономно. Реальность оказалась сложнее: позиции атомов жестко зависят от их соседей. Эти корреляции — то самое «недостающее звено», которое десятилетиями мешало ученым понять механизмы работы материалов при более высоких температурах. Численное моделирование подтвердило, что экспериментальные замеры и квантовые расчеты полностью совпадают, выявляя даже точное расстояние между взаимодействующими парами.

Понимание этих внутренних связей открывает путь к созданию проводников, работающих при комнатной температуре. Хотя высокотемпературные материалы известны с 1980-х, их природа оставалась загадкой, так как они не вписывались в стандартные формулы. Теперь фундаментальная наука получила инструменты для проектирования энергосетей без потерь и сверхбыстрых вычислительных систем, способных функционировать без дорогостоящего охлаждения жидким азотом.