銅を基盤とする高温超伝導体の研究者たちは、四十年来、その結晶は全体にわたって均質であると考えてきた。ウォーリック大学と欧州シンクロトロン放射光施設（ESRF）の科学者たちによる新たな研究は、その逆を示した。この物質は異なる構造からなるモザイクなのだ。
1986年の発見——銅酸化物——は、損失のないエネルギー伝送に革命をもたらすと約束していた。あらゆる理論と計算は、単一の結晶格子という考えに基づいて組み立てられていた。今、その考えは覆された。
三次元X線回折（3DXRD）を用いて、チームは初めてLESCO——ランタン・ユウロピウム・ストロンチウム銅酸化物——の試料の内部深くまで覗き込んだ。室温から100ケルビンまでの走査により、二つの異なる原子配列が、約150ナノメートルという異常に広い境界で隔てられていることが明らかになった。
化学者マーク・センの言葉によれば、これらの境界は単に領域を分けているだけでなく、超伝導を積極的に妨げている。対を形成して抵抗なく動くはずの電子が、これらの領域で障害に突き当たるのだ。
この結果は、ある試料が他の試料よりもうまく機能する理由を説明し、これまでの多くの測定の見直しを要求する。今後のモデルは、この内部の不均質性を考慮に入れなければならない。
ESRFの近代化によって可能になった3DXRD法は、他の物質においても同様の「隠れた」構造を明らかにするだろう。今や問われるのは、銅酸化物を単一の物質と見なすべきか、それとも一つの結晶の中に複数の物質が詰まったものと見なすべきかである。
実際の構造を理解することで、より高い温度での超伝導体の実用化が近づく。
