Un vórtice superconductor se asemeja a un remolino en un fluido cuántico. Cuando un campo magnético atraviesa un superconductor, se concentra en finos hilos — los vórtices — alrededor de los cuales circulan corrientes sin disipación. En el núcleo de tal vórtice, la superconductividad está suprimida y allí se acumulan estados electrónicos especiales, descubiertos ya en los años sesenta. Los autores del nuevo trabajo tomaron un modelo simple — un perfil escalonado de la brecha — y mostraron que la normalización de estos estados casi no depende del momento angular. Esto permitió colapsar una suma voluminosa en una única fórmula compacta.

Dentro del vórtice, donde el parámetro de orden superconductor está retorcido, del conjunto completo de ondas cilíndricas se pierde una componente. Como resultado, la densidad de carga se anula justo en el eje del vórtice y comienza a oscilar con un vector de onda 2k_F (el doble del impulso del electrón en la superficie de Fermi). Fuera, estas oscilaciones decaen como 1/r en una longitud de coherencia, dejando tras de sí una leve ondulación — muy parecida a los círculos que hace una piedra al caer al agua y que gradualmente se desvanecen.

¿Por qué esta ondulación alternante es tan notable? Todo se debe a la ineficacia del apantallamiento para grandes transferencias de impulso. Cuando los electrones intentan apantallar la carga a escalas del orden de la distancia interatómica, no lo logran bien. En consecuencia, la amplitud de la modulación se reduce solo en un factor de la mitad a tres cuartos — para cualquier metal. Esto no es un ajuste fino, sino una consecuencia directa de las leyes de conservación y de la mecánica cuántica. El vórtice no solo expulsa la carga — la transforma en una onda estacionaria que vive según las leyes de la interferencia.