Сверхпроводники — материалы, способные проводить электрический ток без диссипативных потерь, — традиционно требуют экстремального охлаждения. Однако соединение Hg1223, состоящее из ртути, бария, кальция, меди и кислорода, бросает вызов этой закономерности: его электрическое сопротивление обращается в нуль уже при –139 °C. Механизм этого явления парадоксален: сильное кулоновское отталкивание между электронами заставляет их объединяться в куперовские пары. Аналогия из обыденной жизни — переполненный вагон метро: каждый пассажир инстинктивно стремится сохранить личное пространство, но в вынужденной тесноте люди хватаются друг за друга, чтобы удержать равновесие. Так и электроны, отталкиваясь, формируют устойчивые пары.
Приложение внешнего давления усиливает эффект: электроны чаще совершают туннельные перескоки между атомами, а сила взаимного отталкивания ослабевает, что поднимает критическую температуру перехода в сверхпроводящее состояние до –113 °C. Магнитное поле, обычно разрушающее сверхпроводящий порядок, в данном случае оказывает стабилизирующее действие на куперовские пары. Разгадка этого механизма приближает исследователей к заветной цели — созданию сверхпроводников, работающих при комнатной температуре, что способно радикально трансформировать энергетику.
Сверхпроводящая катушка может годами нести ток без внешнего источника — однажды запущенный в ней ток циркулирует почти вечно.