Сверхпроводник — это материал, который проводит электричество без потерь, но только ниже определённой температуры, которую называют критической. Чем выше эта температура, тем проще использовать сверхпроводник в технике. Учёные десятилетиями искали материалы с высокой критической температурой, но часто действовали вслепую, как кладоискатели без карты.
В этой работе карту нарисовали по-новому. Взяли тысячи уже известных сверхпроводников, описали каждый множеством чисел и посмотрели, как они раскладываются. Выяснилось, что три разных семейства — купраты, пниктиды железа и никелаты — сбиваются в одну кучу. Как если бы три экспедиции, искавшие сокровища в разных местах, независимо вышли к одной и той же бухте.
Теперь любой новый материал можно проверить, попадает ли он в эту бухту, и оценить его критическую температуру. Авторы уже нашли несколько кандидатов, которые стоит попробовать синтезировать в лаборатории. Карта не объясняет, почему сверхпроводимость возникает, но она даёт компас для поиска.
Правила Маттиаса, сформулированные в 1950-х, гласили, что хорошие сверхпроводники имеют в среднем 5 или 7 валентных электронов на атом. Новый анализ находит оптимум в диапазоне 7–8, что удивительно близко к старой эмпирике, но теперь подкреплено машинным обучением на тысячах соединений.
В романе Артура Кларка «Конец детства» сверхпроводники при комнатной температуре меняют энергетику и транспорт целой цивилизации. Поиск таких материалов в реальности часто идёт вслепую; эта работа предлагает компас, который может приблизить фантастику к лабораторному столу.