Китайські фізики з Пекінського університету виявили нову фазу в надпровідниках, яка точно збігається з межею, де матеріал раптово починає проводити струм без опору на «лівому фланзі» температурно-тискової діаграми.
Дослідники Юй-Чен Чжу, Цзя-Сі Цзен і Сінь-Чжен Лі показали, що ця фаза — ґраткови́й квантовий безлад — виникає через квантові флуктуації ядер атомів. На відміну від звичних моделей, де головну роль відводять електронам, тут ключовою виявляється поведінка самої кристалічної ґратки.
Учені застосували метод інтегралів за траєкторіями в молекулярній динаміці, щоб урахувати квантову природу ядер. Розрахунки виявили трикутну область на фазовій діаграмі тиск—температура, де ґратка зберігає безлад завдяки квантовим ефектам. Ліва межа цієї області збігається з температурою початку надпровідності.
Особливо яскраво ефект проявляється в нікелевмісних матеріалах. При заміні водню на дейтерій межа квантової фази зсувається, а максимальна температура надпровідності падає з 220 до 160 кельвінів. Це підтверджує прямий зв'язок між ядерними флуктуаціями та механізмом спарювання електронів.
Відкриття змінює уявлення про високотемпературну надпровідність: тепер її потрібно розглядати як спільний квантовий стан електронів і ґратки. Раніше структурні діаграми будували без урахування багатьох тіл ядер, що призводило до неточних передбачень.
Нова фаза дає орієнтир для пошуку матеріалів із вищими температурами надпровідності й пояснює, чому на «лівому фланзі» купола надпровідність різко обривається.
