Pekin Üniversitesi'nden Çinli fizikçiler, süperiletkenlerde, sıcaklık-basınç diyagramının «sol kanadında» malzemenin aniden dirençsiz akım iletmeye başladığı sınıra tam olarak denk gelen yeni bir faz keşfettiler.
Araştırmacılar Yu-Çeng Çu, Jia-Si Tseng ve Şin-Çeng Li, bu fazın — kafes kuantum düzensizliğinin — atom çekirdeklerinin kuantum dalgalanmalarından kaynaklandığını gösterdiler. Başrolün elektronlara verildiği alışılmış modellerin aksine, burada kilit nokta kristal kafesin kendi davranışı oluyor.
Bilim insanları, çekirdeklerin kuantum doğasını hesaba katmak için moleküler dinamikte yol integralleri yöntemini uyguladılar. Hesaplamalar, basınç—sıcaklık faz diyagramında kafesin kuantum etkileri sayesinde düzensizliğini koruduğu üçgen bir bölge ortaya çıkardı. Bu bölgenin sol sınırı, süperiletkenliğin başladığı sıcaklıkla örtüşüyor.
Etki özellikle nikel içeren malzemelerde belirgin biçimde görülüyor. Hidrojenin döteryumla değiştirilmesiyle kuantum fazının sınırı kayıyor ve maksimum süperiletkenlik sıcaklığı 220 kelvinden 160 kelvine düşüyor. Bu, çekirdek dalgalanmaları ile elektron eşleşme mekanizması arasındaki doğrudan bağlantıyı doğruluyor.
Keşif, yüksek sıcaklık süperiletkenliğine ilişkin anlayışı değiştiriyor: artık bunun, elektronların ve kafesin ortak kuantum durumu olarak ele alınması gerekiyor. Daha önce yapısal diyagramlar, çekirdeklerin çoklu cisim etkileri hesaba katılmadan oluşturuluyordu ve bu da yanlış tahminlere yol açıyordu.
Yeni faz, daha yüksek süperiletkenlik sıcaklıklarına sahip malzemelerin aranması için bir pusula sağlıyor ve süperiletkenlik kubbesinin «sol kanadında» süperiletkenliğin neden aniden kesildiğini açıklıyor.
