El cristal La3Ni2O7 se asemeja a un pastel en capas, donde el relleno de átomos de níquel y oxígeno se alterna con capas de lantano. A presión ordinaria no conduce la corriente sin resistencia, pero basta con comprimirlo o cultivarlo como película delgada para que aparezca la superconductividad de alta temperatura. Para entender cómo funciona esto, hay que descifrar los hábitos magnéticos de los átomos de níquel en su estado original, sin comprimir.

Los físicos dirigieron un haz de neutrones —partículas que detectan campos magnéticos— hacia un monocristal. Los neutrones rebotaron en la muestra y revelaron cómo oscilan los espines (pequeñas agujas magnéticas) de los electrones. Resultó que las oscilaciones solo aparecen a partir de una energía de aproximadamente 5 meV, como un umbral por debajo del cual la ondulación magnética se congela. Dentro de la capa, las ondas se propagan de manera diferente: a lo largo de una dirección son rígidas, mientras que transversalmente se suavizan notablemente, como si la tensión de un resorte cambiara según el ángulo.

Lo más sorprendente apareció entre las capas. Las oscilaciones de espín mostraron una periodicidad clara con un paso de dos capas: una prueba directa de que los momentos magnéticos de los planos de níquel vecinos están acoplados antiferromagnéticamente, es decir, apuntan en direcciones opuestas. Es como dos filas de bailarines que se mueven en contrafase. El modelado confirmó que se necesita un fuerte acoplamiento entre capas, junto con interacciones competitivas dentro de la capa, para reproducir el patrón observado.

Cuando los investigadores recalcularon la señal en unidades absolutas, surgió un detalle intrigante. La amplitud de las ondas de espín en el niquelato es solo una cuarta parte de la que se observa en los cupratos, otra clase de superconductores de alta temperatura basados en cobre. Pero la susceptibilidad magnética local a las mismas energías resultó notablemente mayor. El momento magnético oscilante total es comparable al de los cupratos. Esto significa que en los niquelatos se esconden fuertes correlaciones electrónicas que generan intensas fluctuaciones magnéticas de energía media, y probablemente sean ellas las que jueguen un papel clave en la futura superconductividad.