В знакомых нам металлах вроде меди электроны движутся почти независимо — как автомобили на свободной трассе. Сопротивление возникает из-за редких столкновений, и его можно описать простыми формулами. Но есть целый класс материалов — от керамик-купратов до скрученного графена, — где выше температуры сверхпроводящего перехода всё идёт не так. Там электроны словно попадают в час пик: каждый толкается с каждым, и движение превращается в хаотичную толчею.

Такое состояние называют странным металлом. Его сопротивление линейно растёт с температурой, а время между столкновениями электронов становится настолько коротким, что нарушается так называемый предел Мотта-Иоффе-Регеля — граница, за которой обычная теория металлов перестаёт работать. Авторы новой работы построили модель, где ключевую роль играют не сами электроны, а их взаимодействие с квантовыми флуктуациями — дрожанием зарядовой или спиновой «ряби». Эти флуктуации распределены в пространстве случайно, как разбросанные по столу магнитики.

Расчёты показали, что в такой системе сопротивление и время жизни электрона перестают быть жёстко связаны. Формула Больцмана, работающая в обычных металлах, здесь нарушается — как если бы время, проведённое в пробке, перестало зависеть от числа машин. Более того, модель предсказывает нарушение ещё одного универсального соотношения — между вязкостью электронной жидкости и её энтропией (мерой беспорядка). В обычных жидкостях это отношение имеет нижний предел, но здесь он исчезает.

Эта работа — не просто абстрактная теория. Она даёт микроскопический рецепт для описания квантово-критических некогерентных металлов, из которых при охлаждении рождается сверхпроводимость. Понимание странной металлической фазы может стать ключом к созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре — материалов, которые произвели бы революцию в передаче энергии и транспорте.