בשנת 1986 הפך גילוי מוליכות-העל בחומרים קרמיים על בסיס נחושת — קופרטים — את תפיסותיהם של הפיזיקאים על פיהן. טמפרטורת המעבר למצב מוליך-על עלתה לפתע פי כמה מעל הגבול הקודם, והתיאוריה המוכרת של BCS, שהסבירה את התופעה בתנודות של הסריג, חדלה לעבוד.
צוות בינלאומי בראשות פרופסור נייג'ל האסי מאוניברסיטת ראדבאוד ו-HFML-FELIX, יחד עם עמיתים מסין, מבריטניה ומארצות הברית, מצא סוף סוף את המנגנון המרכזי. החוקרים הראו שבקופרטים המסוממים באלקטרונים, כגון לנתן-צריום-נחושת-תחמוצת, האלקטרונים יוצרים זוגות דווקא הודות לאינטראקציה עם תנודות ספין — תנודות מהירות של המומנטים המגנטיים הזעירים של האטומים.
כדי להוכיח זאת, יצרו המדענים סרט דק מיוחד עם גרדיאנט הדרגתי של הטמפרטורה הקריטית לאורך. מגעים ליתוגרפיים אפשרו למדוד את ההתנגדות בערכים שונים של טמפרטורת המעבר, תוך שמירה על אותה רמת אי-סדר. ניתוח הנתונים בשדות מגנטיים חזקים חשף: המקור העיקרי להתנגדות הוא פיזור אלקטרונים על ספינים מתנודדים, ועוצמת האינטראקציה הזו נמצאת במתאם ישיר עם טמפרטורת מוליכות-העל.
האנלוגיה פשוטה: דמיינו זרם אלקטרונים כהמון אנשים ברכבת תחתית. תנודות ספין הן ה"דחיפות" הפתאומיות מצד השכנים, שבמתכת רגילה מפריעות לתנועה, אך בקופרטים עוזרות לאלקטרונים "להיצמד" לזוגות ולנוע בלי הפסדים. דווקא הקשר הזה, ולא תנודות היונים, התברר כמכריע.
אולם העבודה חשפה גם "מרכיב" שני, שעדיין אינו ידוע. אפילו בהגברת האינטראקציה עם הספינים, אי אפשר להגיע לטמפרטורות השיא הנצפות במשפחות אחרות של קופרטים. החיפוש אחר הגורם החסר הופך כעת למשימתם העיקרית של התיאורטיקנים.
התוצאות פורסמו ב-Nature Physics ומקרבות את הרגע שבו מוליכי-על בטמפרטורה גבוהה יוכלו לפעול בטמפרטורות הזמינות ללא קירור יקר. זה יפתח את הדרך לקווי הולכת חשמל יעילים במיוחד, למגנטים חזקים לרפואה ולטכנולוגיות קוונטיות של העתיד.
