Мост из двух рядов досок прогибается под ногами пешеходов — и каждый шаг получает помощь от упругого движения настила. Похожий принцип лежит в основе сверхпроводимости: электроны скользят без сопротивления, потому что атомная решётка сама подстраивается под них. В материалах на основе никеля эта картина долго не складывалась. Добавка электронов почти гасила сверхпроводимость, а не усиливала её.
Авторы работы построили компьютерную модель двухслойного никелата — кристалла, где два слоя с никелем и кислородом лежат друг на друге, как два листа бумаги. Рассчитали три варианта. Первый — обычный кристалл при комнатном давлении. Второй — тот же кристалл, сжатый до 15 гигапаскалей (давление в 150 тысяч раз выше атмосферного). Третий — гетероструктура, где один слой заменили на алюминиевый. Во всех трёх случаях электроны не гасят, а разжигают сверхпроводящий огонь. Особенно ярко он горит в гетероструктуре, когда электронов добавляют понемногу.
Такой механизм — редкость. Обычно орбитали работают сами по себе, а здесь одна помогает другой, и вместе они дают сильное спаривание. Самое интересное, что рекордная температура сверхпроводящего перехода (около 50 кельвинов, минус 223 по Цельсию) возникает не когда электронов много, а в области нехватки — так называемом недодопированном режиме. Это противоречит интуиции, но расчёты на квантовом уровне показывают именно такую картину. Теперь слово за экспериментаторами: если им удастся вырастить такую гетероструктуру и измерить сопротивление, мы получим новый класс сверхпроводников, которым не нужно гигантское давление.
Давление в 15 гигапаскалей, использованное в расчётах, сравнимо с тем, что действует на дне Марианской впадины, только умноженным на полторы тысячи. При таком сжатии расстояния между атомами уменьшаются на несколько процентов, и это полностью меняет свойства электронов.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетный корабль использует сверхпроводящие кабели при комнатной температуре — пока фантастика, но расчёты на никелатах приближают её.