Электрический ток в проводе похож на толпу людей, спешащих по коридору. Обычно каждый сталкивается со стенами и теряет скорость почти мгновенно — это и есть электрическое сопротивление. Но в некоторых материалах, как в здании с боковыми залами, носители заряда могут надолго заходить в особые «карманы» (энергетические долины) или подолгу сохранять энергию после толчка. Время, проведённое в таком кармане, и время остывания энергии могут в сотни раз превышать время между столкновениями.
Авторы работы рассмотрели контакт двух сверхпроводников, разделённых такой «неторопливой» нормальной прослойкой. Оказалось, что при постоянном напряжении ток через переход не растёт монотонно, а дважды взбирается на горб: первый пик возникает, когда напряжение успевает разогнать электроны до потери энергии, второй — когда напряжение выбивает их из карманов. Эти пики могут заметно превышать обычный критический ток перехода.
Практически это означает, что такой переход способен работать как перестраиваемый нелинейный элемент: при фиксированном токе он почти не создаёт падения напряжения, а при малейшем изменении условий — резко переключается. Подобные структуры могут пригодиться в сверхчувствительной магнитометрии или в логических схемах, где важно низкое энерговыделение. Сама идея опирается на обобщение кинетических уравнений Ларкина–Овчинникова на случай многодолинных сверхпроводников — математический инструмент, позволивший аккуратно учесть медленные процессы.
В некоторых кристаллах электроны могут «застревать» в боковых энергетических долинах на время, сравнимое с ударом сердца колибри — десятки пикосекунд, тогда как обычные столкновения длятся фемтосекунды.
В романе «Ложная слепота» Питера Уоттса инопланетный корабль использует сверхпроводящие структуры с необычной кинетикой носителей для создания распределённого сознания.