قطرة بعد قطرة من الصنبور — أو تيار منتظم دون أي تموج. هكذا يبدو النمطان من التيار في وصلة فائقة التوصيل تقريباً. لكن دور الماء تلعبه أزواج كوبر — إلكترونات مرتبطة تتحرك دون مقاومة. في أحد الحدين، تتسرب الأزواج واحداً تلو الآخر، مثل قطرات نادرة: التيار يسري لكن مع خسائر. وفي الآخر، تتدفق كتيار واحد دون أي احتكاك. بين هذين الطرفين تقع هوة لم يكن بالإمكان عبورها في نفس الجهاز حتى الآن.
الأمر كله يتعلق بالحظر الذي تفرضه ميكانيكا الكم: لا يمكن قياس كل من كمية الشحنة التي مرت عبر الوصلة وطور الموجة للحالة فائقة التوصيل بدقة في نفس الوقت. هاتان خاصيتان «مترافقتان» — كلما عرفنا إحداهما بدقة أكبر، أصبحت الأخرى أكثر ضبابية. في وصلة جوزيفسون (وهي طبقة رقيقة بين موصلين فائقين) يدور الصراع بين طاقة الشحنة وطاقة انتقال الأزواج. أيهما أكثر أهمية هو الذي يحدد طبيعة التيار. لكن عادةً ما تكون هذه النسبة محددة بشكل صارم عند التصنيع — مثل صنبور إما يقطر أو يتدفق، ولا يمكن إعادة ضبطه.
تجاوز مؤلفو العمل هذا القيد باستخدام مجهر مسح نفقي مبرد إلى ميلي كلفن — درجات حرارة أعلى من الصفر المطلق ببضعة أجزاء من الألف من الدرجة فقط. استخدموا إبرة المجهر كوصلة متحركة: بتغيير المسافة بين الإبرة والسطح فائق التوصيل، يمكن ضبط النسبة بين الطاقتين بسلاسة عبر عدة مراتب من حيث الحجم. والنتيجة هي نوع من «المقاوم المتغير الكمومي». ولأول مرة، تمكنوا من تتبع كيفية تحول القفزات الفردية للأزواج إلى تدفق مستمر — وتصوير هذا الانتقال في وصلة واحدة.
هذه التجربة ليست مجرد خدعة جميلة. إنها تضع في أيدي الفيزيائيين أداة قابلة للتحكم لمراقبة كيف تفسح الغرائب الكمومية المجال أمام السلوك الكلاسيكي المألوف. الصنبور الذي يمكنه الانتقال بسلاسة من القطرات إلى التدفق يفتح الطريق لضبط أدق للدوائر فائقة التوصيل، وربما لعناصر جديدة في أجهزة الكمبيوتر الكمومية.
درجة حرارة التجربة (ميلي كلفن) منخفضة للغاية لدرجة أن الحركة الحرارية للذرات تكاد تتجمد — وهذا أبرد من الفضاء بين النجوم، حيث لا يزال هناك «دفء» من الإشعاع الكوني الميكروي.