Физики нашли куперовскую пару — отличительную особенность сверхпроводимости — при температурах и энергиях, значительно превышающих критический порог, после которого материал становится сверхпроводником. Это значит, что сверхпроводимость может существовать не только в четко определенном интервале температур.

Статья ученых опубликована в журнале Nature.

Электронные пары названы в честь Леона Купера — физика, который впервые описал их. В теории они могут объяснить возникновение сверхпроводимости и ее высокотемпературного варианта. Он был назван «высокотемпературным» потому, что происходит при температурах, которые значительно выше, чем у классических сверхпроводников, хотя все еще значительно ниже комнатной. Физики давно мечтали создать высокотемпературные сверхпроводники, работающие при комнатной температуре, что радикально изменило бы способ производства, перемещения и использования энергии во всем мире.

Каждый сверхпроводник имеет критическую температуру, при которой электрическое сопротивление исчезает.

Ранее ученые предполагали, что куперовские пары могут формироваться выше этой температуры, но становятся способными участвовать в процессе переноса заряда только при ее достижении. Однако заметить это так и не удавалось.

В новой работе исследователи из Университета Райса, Брукхейвенской национальной лаборатории и Йельского университета измеряли количество электричества, прошедшего через оксид лантана стронция (La_2−xSr_xCuO₄, LSCO) при разных температурах.

Оказалось, что заряд через него в определенных диапазонах проходит большими порциями, а не одиночными электронами.

Это, по словам ученых, означает, что переносящие заряд частицы образуют пары. Но такое явление удалось наблюдать при температуре гораздо выше критической, что странно, ведь при ее достижении обычно куперовские пары начинают распадаться.

Ученые представили теоретические выкладки о том, как такой процесс может происходить и как он связан с зонной структурой LSCO. По их словам, еще рано говорить о создании сверхпроводников, имеющих нулевое сопротивление при высоких температурах, но открытие будет иметь «глубокие последствия» для физиков-теоретиков, исследующих это явление.