У купратах — матеріалах на основі міді — надпровідність і загадковий стан псевдощілини ведуть справжню квантову боротьбу за контроль над електронами. Ця конкуренція, як з'ясували вчені, і є головним бар'єром на шляху до надпровідності за вищих температур.
Експеримент провела міжнародна команда: теоретики з Центру обчислювальної квантової фізики Інституту Флатірон (Нью-Йорк, США) під керівництвом Олів'є Жингра та експериментатори з Інституту національних наукових досліджень (INRS, Квебек, Канада). Роботу очолили аспірант Даріо Арманно і професор Фабіо Боскіні. Вони використали метод кутово-роздільної фотоемісійної спектроскопії (ARPES) з лазерними імпульсами, щоб «розтопити» надпровідну фазу і простежити, як матеріал переходить у стан псевдощілини.
Результати, опубліковані 20 жовтня 2026 року в журналі Nature Physics, показали: дві фази не співіснують і не допомагають одна одній. Вони активно конкурують. За рівноважних умов у матеріалі може існувати лише одна з них.
У надпровідному стані електрони, які зазвичай відштовхуються, утворюють пари й рухаються без опору, наче сани ідеально гладким льодом. У псевдощілині струм тече вільно лише в деяких напрямках, а в інших — ні. Перехід між цими станами і став ключем до розуміння механізму.
Теоретичні розрахунки Жингра та колег підтвердили модель «конкуруючих станів». Жодна з альтернативних гіпотез — про симбіоз або про те, що псевдощілина слугує «попередньою стадією» надпровідності — не пояснила дані експерименту.
Якщо вдасться придушити формування псевдощілини, зберігши при цьому надпровідність, критична температура купратів може зрости. Нині навіть найкращі з них працюють лише нижче 151 кельвіна — приблизно мінус 122 градуса за Цельсієм.
Відкриття дає чітку стратегію: замість спроб підсилити псевдощілину треба навчитися її блокувати. Це відкриває шлях до практичних матеріалів, здатних працювати за температур, ближчих до кімнатних.
Робота показує, що квантова конкуренція фаз — не просто цікавий ефект, а реальне обмеження, яке можна подолати, якщо правильно спрямувати зусилля.
