نبضات مغناطيسية تولّد الموصلية الفائقة في النيكلات سريع
تيار بلا فقدان — حلم قديم لقطاع الطاقة. بعض المواد تصبح موصلات فائقة، لكن عادةً فقط عند برودة شديدة. مؤخرًا، في عائلة النيكلات — مركبات قائمة على النيكل — اكتُشفت مرشحات تعمل عند درجات حرارة أعلى. مجموعة من المنظرين تناولت ثلاثًا من هذه المواد (مع اللانثانوم والبراسيوديميوم والنيوديميوم) وحسبت سلوكها "من الصفر"، دون تكييف مع التجربة.
كشف الحساب عن صورة غير متوقعة. فالإلكترونات في هذه البلورات تشكل أزواجًا ليس بفضل الاهتزازات الحرارية للشبكة الذرية، كما في الموصلات الفائقة التقليدية. بدلًا من ذلك، يعمل الإثارة المغناطيسية الجماعية — تذبذبات السبين. وهي تشبه موجة تنتشر عبر صفوف سبينات الإلكترونات وتجعلها تتحرك بشكل متزامن. إذا عُطّل هذا الموصلية الفائقة في النموذج، تختفي الموصلية الفائقة: تنخفض درجة الحرارة الحرجة إلى 0.01 كلفن — أبرد من الفضاء بين النجوم.
النتيجة الرئيسية — الشكل المتوقع لـفجوة الموصلية الفائقة. إنها تشبه زهرة بأربع بتلات: في بعض الاتجاهات تكون طاقة ارتباط الإلكترونات قصوى، وفي أخرى تنخفض إلى الصفر. هذا النمط ينشأ من قمم استجابة السائل الإلكتروني عند زوايا منطقة بريلوين (Brillouin zone) — وهي خريطة للحالات المسموحة للإلكترون في البلورة. تتفق الحسابات جيدًا مع التجارب المتوفرة، وتنبؤات تفصيلية للمجهر النفقي الماسح تنتظر التحقق في المختبر.
الرقصة المغناطيسية للإلكترونات، وليس ارتعاش الذرات، تفتح الطريق إلى الموصلية الفائقة في النيكلات. هذا يغير النظرة إلى فئة كاملة من المواد.
درجة الحرارة الحرجة للموصل الفائق دون تذبذبات السبين — 0.01 كلفن — قريبة من أدنى درجة حرارة سُجلت على الإطلاق في المختبر (حوالي 100 بيكوكلفن).
في رواية "العمى الكاذب" لبيتر واتس، تستخدم السفن الفضائية الغريبة دوائر فائقة التوصيل للتحكم في المجالات المغناطيسية دون فقدان طاقة — تقريبًا كما تتحكم تذبذبات السبين في الإلكترونات في النيكلات.