Pada tahun 1986, penemuan superkonduktivitas pada bahan keramik berbasis tembaga — kuprat — membalikkan pemahaman para fisikawan. Suhu transisi ke keadaan superkonduktor tiba-tiba naik beberapa kali lipat di atas batas sebelumnya, dan teori BCS yang lazim, yang menjelaskan fenomena tersebut melalui getaran kisi, tidak lagi berfungsi.
Tim internasional yang dipimpin oleh Profesor Nigel Hussey dari Universitas Radboud dan HFML-FELIX bersama rekan-rekan dari Tiongkok, Inggris, dan Amerika Serikat akhirnya menemukan mekanisme kuncinya. Para peneliti menunjukkan bahwa dalam kuprat terdoping elektron, seperti lantanum-serium-tembaga-oksida, elektron membentuk pasangan justru berkat interaksi dengan fluktuasi spin — getaran cepat momen magnetik kecil atom-atom.
Untuk membuktikannya, para ilmuwan membuat film tipis khusus dengan gradien suhu kritis yang mulus di sepanjang panjangnya. Kontak litografi memungkinkan pengukuran hambatan pada berbagai nilai suhu transisi sambil mempertahankan tingkat ketidakteraturan yang sama. Analisis data dalam medan magnet kuat mengungkapkan: sumber utama hambatan adalah hamburan elektron pada spin yang berfluktuasi, dan kekuatan interaksi ini berkorelasi langsung dengan suhu superkonduktivitas.
Analogi sederhananya: bayangkan aliran elektron sebagai kerumunan orang di kereta bawah tanah. Fluktuasi spin adalah «dorongan» mendadak dari sesama penumpang, yang dalam logam biasa menghambat gerakan, tetapi dalam kuprat membantu elektron «berpegangan» membentuk pasangan dan bergerak tanpa kehilangan. Justru hubungan inilah, bukan getaran ion, yang ternyata menentukan.
Namun, penelitian ini juga mengungkap «bahan» kedua yang belum diketahui. Bahkan dengan memperkuat interaksi dengan spin, suhu rekor yang diamati pada keluarga kuprat lain tidak dapat dicapai. Pencarian faktor yang hilang kini menjadi tugas utama para teoretisi.
Hasilnya dipublikasikan di Nature Physics dan mendekatkan momen ketika superkonduktor suhu tinggi dapat bekerja pada suhu yang terjangkau tanpa pendinginan mahal. Ini akan membuka jalan bagi saluran transmisi listrik superefisien, magnet kuat untuk kedokteran, dan teknologi kuantum masa depan.
