Сверхпроводник похож на идеальный хоровод электронов: они движутся парами, не теряя энергии, словно танцоры, которые никогда не сбиваются с ритма. Но стоит добавить немного магнитных примесей — и в хоровод врезаются посторонние, мешая синхронному движению. Температура, при которой начинается этот танец, падает.
Однако в тонкой плёнке, где примеси хаотично разбросаны, магнитное поле способно выстроить их спины (собственные магнитные моменты) в одном направлении. Это как если бы все посторонние вдруг замерли по стойке смирно — они перестают сбивать электронные пары. В результате сверхпроводящее состояние возникает при более высокой температуре. Именно такой эффект недавно увидели в эксперименте: параллельное плёнке магнитное поле повысило критическую температуру сверхпроводящего перехода.
Экспериментаторы заметили ещё две странности: поле усилило перпендикулярное критическое поле (то есть плёнка стала выдерживать более сильное поле, направленное поперёк) и уменьшило лондоновскую глубину проникновения (расстояние, на которое поле просачивается в сверхпроводник). Эти наблюдения не вписывались в старую теорию. Авторы новой работы расширили её, рассчитав поведение плёнки при любых температурах и направлениях поля. Их расчёты совпали с экспериментом: параллельное поле действительно «закаляет» сверхпроводник, делая его устойчивее и к другим воздействиям.
Это напоминает губку, пропитанную водой. Обычно, если сжать губку вдоль, вода вытекает. Но здесь сжатие вдоль заставляет губку впитывать больше воды и становиться упругой в поперечном направлении. Так и магнитное поле, выстроив примеси, ослабляет внутреннее трение для электронных пар, позволяя им легче обходить препятствия и сохранять сверхпроводимость даже при более жёстких условиях.
Лондоновская глубина проникновения — это расстояние, на котором магнитное поле затухает внутри сверхпроводника. В некоторых материалах она составляет всего несколько десятков нанометров, что в тысячи раз тоньше человеческого волоса.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетный корабль использует сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, чтобы манипулировать магнитными полями с невероятной точностью.