في النحاسيات — المواد القائمة على النحاس — تخوض الموصلية الفائقة والحالة الغامضة المسماة الفجوة الزائفة صراعًا كميًا حقيقيًا على السيطرة على الإلكترونات. وقد اكتشف العلماء أن هذه المنافسة هي الحاجز الرئيسي في طريق الوصول إلى الموصلية الفائقة عند درجات حرارة أعلى.
أجرى التجربة فريق دولي: منظّرون من مركز الفيزياء الكمية الحسابية في معهد فلاتيرون (نيويورك، الولايات المتحدة) بقيادة أوليفييه جينغر، وتجريبيون من المعهد الوطني للبحث العلمي (INRS، كيبيك، كندا). وقاد العمل طالب الدراسات العليا داريو أرمانو والأستاذ فابيو بوسكيني. واستخدموا طريقة مطيافية الانبعاث الضوئي المحددة الزاوية (ARPES) بنبضات ليزرية «لإذابة» الطور الموصل الفائق وتتبع كيفية انتقال المادة إلى حالة الفجوة الزائفة.
أظهرت النتائج المنشورة في 20 أكتوبر 2026 في مجلة Nature Physics أن الطورين لا يتعايشان ولا يساعد أحدهما الآخر. بل يتنافسان بنشاط. وفي ظروف التوازن، لا يمكن أن يوجد في المادة إلا واحد منهما.
في الحالة الموصلة الفائقة، تشكّل الإلكترونات، التي تتنافر عادةً، أزواجًا وتتحرك دون مقاومة، كزحافة على جليد أملس تمامًا. أما في الفجوة الزائفة، فإن التيار يتدفق بحرية في بعض الاتجاهات فقط، دون غيرها. وقد أصبح الانتقال بين هاتين الحالتين مفتاح فهم الآلية.
أكدت الحسابات النظرية التي أجراها جينغر وزملاؤه نموذج «الحالات المتنافسة». ولم تفسّر أي من الفرضيات البديلة — حول التعايش أو حول كون الفجوة الزائفة «مرحلة تمهيدية» للموصلية الفائقة — بيانات التجربة.
إذا نجح كبح تشكّل الفجوة الزائفة مع الحفاظ على الموصلية الفائقة، فقد ترتفع درجة الحرارة الحرجة للنحاسيات. وحاليًا، حتى أفضلها يعمل فقط دون 151 كلفن — أي نحو 122 درجة مئوية تحت الصفر.
يتيح الاكتشاف استراتيجية واضحة: بدلًا من محاولة تعزيز الفجوة الزائفة، يجب تعلم كيفية حجبها. وهذا يفتح الطريق أمام مواد عملية قادرة على العمل عند درجات حرارة أقرب إلى درجة حرارة الغرفة.
يُظهر العمل أن التنافس الكمي بين الأطوار ليس مجرد تأثير مثير للفضول، بل قيد حقيقي يمكن تجاوزه إذا وُجّهت الجهود على النحو الصحيح.
