Una sartén larga y estrecha hace que un panqueque fino se congele en franjas irregulares. Durante décadas, los científicos vieron un panorama similar al modelar el comportamiento de los electrones en superconductores, materiales que conducen corriente sin pérdidas. Usaban "cilindros" alargados y el resultado siempre era el mismo: rígidas "bandas" magnéticas que, se creía, obstaculizaban la superconductividad.
Los autores del nuevo trabajo tomaron una "sartén" ancha, una red cuadrada de 24×24, y vieron algo completamente diferente. El material real no se parece a un patrón congelado, sino a leche hirviendo: las regiones magnéticas (una especie de "charcos" con propiedades especiales) se mueven constantemente, se fusionan y se deshacen. Este comportamiento colectivo dinámico es la clave del misterio. Las bandas estáticas resultaron ser solo un efecto secundario de la forma, un artefacto de los bordes.
Y hay más. Los científicos observaron que agregar "huecos" (quitar electrones) y agregar electrones actúan de maneras completamente diferentes. Los huecos, como aceite caliente, derriten activamente el orden magnético, y la superconductividad florece cuando se pierde aproximadamente el 15–20% de los electrones. Los electrones, en cambio, conservan las rígidas barreras magnéticas, y los "riachuelos" superconductores fluyen solo por estrechas grietas entre ellas, alcanzando su máximo ya con un exceso del 10%. Esta asimetría es un viejo enigma, y ahora tiene una explicación simple a escala atómica.
En resumen, sin ajustar parámetros, los investigadores obtuvieron el famoso "domo superconductor", una gráfica que muestra en qué condiciones surge la superconductividad. Su curva se ajustó perfectamente a los datos experimentales, hasta en los detalles más finos. Esto demuestra que la pura mecánica cuántica de los electrones en una red cuadrada (el modelo de Hubbard) genera por sí misma la superconductividad de alta temperatura. La clave de la receta está en dar a los "charcos" magnéticos la libertad de bailar.
El "domo" superconductor tiene la forma de un arco de puente: comienza con baja concentración de portadores, alcanza un pico y luego desciende. Esta forma universal, medida en cientos de experimentos, fue reproducida por primera vez por una simulación computacional sin un solo parámetro ajustable.
En la novela "Spin" de Robert Charles Wilson, superconductores hipotéticos a temperatura ambiente se convierten en la base de tecnologías capaces de influir en el curso del tiempo. Comprender el mecanismo de la superconductividad acerca tales maravillas a la realidad.