В некоторых материалах электрический ток может течь без малейших потерь — это сверхпроводимость. Но перед тем как стать сверхпроводником, вещество часто проходит через странное состояние: электроны уже чувствуют друг друга и образуют пары, однако дружно двигаться ещё не могут. Эту фазу называют псевдощелью — как будто материал замер в нерешительности перед прыжком.
Международная группа физиков, опираясь на недавние работы Ричарда Фейнмана по квантовым взаимодействиям, вывела два чётких условия, при которых псевдощель сменяется сверхпроводящим куполом. Первое: температура псевдощели должна падать, когда в материал добавляют больше носителей заряда. Словно с увеличением числа участников репетиции нерешительность рассеивается. Второе: одновременно должен расти параметр порядка, то есть система становится всё более организованной. Эти два условия выполняются благодаря новому механизму спаривания — запутыванию и удержанию дырок (ECHP). В нём квантовая связь между частицами настолько сильна, что они не могут разойтись.
Этот механизм не просто объясняет, как появляется сверхпроводимость в купратах. Он описывает всю фазовую диаграмму — как для материалов с избытком электронов, так и для материалов с их нехваткой. Получается, что сверхпроводимость — не случайный гость, а закономерный итог: угасание псевдощели совпадает с нарастанием порядка.
Псевдощель была открыта случайно: учёные пытались понять, почему в купратах сверхпроводимость исчезает при определённой температуре, и наткнулись на состояние, где пары уже есть, а сверхтока ещё нет.