Лист графена толщиной в один атом скручивают под небольшим углом, и он начинает вести себя как слоёный пирог, где слои слегка повёрнуты друг относительно друга. При определённом угле поворота этот материал становится сверхпроводником: электроны начинают двигаться парами, как танцоры в вальсе, не теряя энергии. Но что именно происходит внутри, до сих пор оставалось загадкой.

В новой работе учёные заглянули в этот «танец» с помощью двух разных инструментов: туннельной спектроскопии, которая снимает «фотографию» электронных состояний, и измерения сверхтекучей жёсткости — того, насколько сильно сверхпроводящее состояние сопротивляется изменениям. Оказалось, что электронные пары образуют не просто однородное море, а волну плотности с конечным импульсом — так называемое состояние парной плотности. Это как если бы танцоры двигались не по кругу, а волнами, набегающими на берег.

Более того, эти же возбуждённые электроны влияют на сверхтекучую жёсткость: при низких температурах она подавляется примерно как квадрат температуры. Учёные предсказывают, что если менять плотность электронов или прикладывать электрическое поле, то можно усилить остаточный ток при нулевом напряжении и одновременно ослабить жёсткость. Это даёт прямой способ проверить теорию в будущих экспериментах.