تخيّل قطارًا يطير فوق القضبان دون احتكاك، أو شاحن هاتف ذكي لا يضيع فيه أي واط هباءً. هذه بالضبط هي الآفاق التي يفتحها التوصيل الفائق — ظاهرة يمر فيها التيار الكهربائي دون مقاومة. غير أنه ظل لعقود متاحًا فقط عند درجات حرارة منخفضة للغاية تتطلب تبريدًا مكلفًا بالهيليوم السائل.
بحث جديد أجراه علماء من جامعتي أوترخت ولايدن ومن ميونخ يقربنا من الهدف المنشود. تُظهر ورقة نُشرت اليوم في مجلة Science أن أحد الشرطين الرئيسيين للتوصيل الفائق قد يتحقق بالفعل عند درجة حرارة الغرفة. هذه خطوة مهمة إلى الأمام، وإن كانت الصورة الكاملة لا تزال غير واضحة بعد.
يتطلب التوصيل الفائق أمرين. أولًا، يجب أن تتحد الإلكترونات في أزواج كوبر. ثانيًا، يجب أن تتحرك هذه الأزواج بشكل متزامن — وهو ما يُسمى التماسك الطوري. في الموصلات الفائقة العادية تحدث العمليتان في آن واحد عند درجات حرارة منخفضة جدًا. أما في المواد عالية الحرارة التي اكتُشفت في 1980، فالأمر مختلف.
اكتشف العلماء أن أزواج كوبر في هذه المواد تتشكل بالفعل عند درجات حرارة أعلى بكثير من نقطة الانتقال إلى الحالة فائقة التوصيل. ويشير إنجمار سفارت، أحد قادة البحث، إلى أن «الغراء» الذي يمسك الأزواج متين بما يكفي للحفاظ عليها حتى عند درجة حرارة الغرفة. وبالتالي، فإن عنق الزجاجة يبقى تحديدًا في الحركة المتزامنة للأزواج.
أنجز الفريق معدات خاصة به لإجراء القياسات، قادرة على التمييز بين التيار الذي تنقله الإلكترونات المنفردة والتيار الذي تنقله الأزواج. وقد أتاح ذلك رصد متى وكيف يحدث الاقتران مباشرةً. وتؤكد النتائج أن المرحلة الرئيسية الأولى قابلة للتحقق في الظروف العادية.
إذا نجح التعامل مع التماسك الطوري، فسيصبح الطريق إلى التوصيل الفائق عند درجة حرارة الغرفة واقعيًا. حينها ستظهر خطوط نقل كهرباء فائقة الكفاءة، وحواسيب كمومية قوية، وقطارات مغناطيسية معلقة دون تكاليف هائلة للتبريد. ويخطط الباحثون بالفعل للتركيز على هذه المهمة الثانية.
لا يَعِد الاكتشاف باختراق فوري، لكنه يحدد بوضوح الاتجاه الذي ينبغي المضي فيه لاحقًا. بات واضحًا الآن أن إحدى العقبات الرئيسية قابلة للتجاوز — وهذا يبعث أملًا مبررًا.
