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Un vortex supraconducteur ressemble à un entonnoir dans un liquide quantique. Lorsqu'un champ magnétique traverse un supraconducteur, il se concentre en de fins filaments — les vortex — autour desquels circulent des courants persistants. Au cœur d'un tel vortex, la supraconductivité est supprimée, et des états électroniques particuliers, découverts dès les années soixante, s'y accumulent. Les auteurs de ce nouveau travail ont pris un modèle simple — un profil de gap en escalier — et ont montré que la normalisation de ces états dépend très peu du moment angulaire. Cela a permis de réduire une somme encombrante à une formule compacte.

À l'intérieur du vortex, où le paramètre d'ordre supraconducteur est enroulé, une composante se retire de l'ensemble complet des ondes cylindriques. En conséquence, la densité de charge s'annule exactement sur l'axe du vortex et commence à osciller avec un vecteur d'onde 2k_F (le double de l'impulsion de l'électron à la surface de Fermi). À l'extérieur, ces oscillations décroissent comme 1/r sur une longueur de cohérence, laissant derrière elles de faibles ondulations — tout comme les cercles provoqués par une pierre jetée dans l'eau, qui s'estompent progressivement.

Pourquoi ces ondulations alternées sont-elles si visibles ? Tout est question d'inefficacité de l'écrantage aux grands transferts d'impulsion. Lorsque les électrons tentent d'écranter la charge à des échelles de l'ordre de la distance interatomique, ils y parviennent mal. Résultat : l'amplitude de la modulation ne diminue que d'un facteur allant de la moitié aux trois quarts — pour n'importe quel métal. Ce n'est pas un réglage fin, mais une conséquence directe des lois de conservation et de la mécanique quantique. Le vortex ne se contente pas de repousser la charge — il la transforme en onde stationnaire qui obéit aux lois de l'interférence.