Chất siêu dẫn hứa hẹn một cuộc cách mạng trong công nghệ — từ tàu đệm từ trường đến các máy gia tốc hạt mạnh mẽ và máy quét y tế. Tuy nhiên, hoạt động của chúng bị giới hạn bởi một sự cân bằng mong manh: dòng điện hoặc từ trường quá mạnh sẽ phá hủy trạng thái mà ở đó điện chảy mà không có điện trở.
Trong các phép đo thông thường bằng dòng điện một chiều, rất khó đạt tới giới hạn này. Các xoáy lượng tử — những «lốc xoáy» tí hon của từ thông — vượt lên trước nó; chúng xuất hiện trong chất siêu dẫn loại hai và nhanh chóng gây ra sự nóng lên và điện trở.
Các nhà khoa học tại Viện Max Planck ở Hamburg đã tìm ra cách lách qua trở ngại này. Họ sử dụng các xung laser có độ dài 300 femtogiây, những xung này biến thành các xung điện chỉ vài picogiây. Trong khoảng thời gian đó, các xoáy không kịp dịch chuyển và phá vỡ tính siêu dẫn.
Trong thí nghiệm, niobi-nitrua đã chịu được dòng điện cao hơn giá trị tới hạn thông thường 2,2 lần, rồi sau đó tính siêu dẫn đột ngột chấm dứt — đúng như điều phải xảy ra khi các cặp Cooper bị phá vỡ. Trong vật liệu dựa trên oxit yttri-bari-đồng, quá trình diễn ra êm ả hơn do đối xứng của khe năng lượng khác biệt.
Phương pháp mới cho phép đo trực tiếp các tính chất cơ bản của vật liệu mà các phép đo thông thường không thể tiếp cận. Nó mở ra con đường để kiểm tra giới hạn thực sự của nhiều chất siêu dẫn và để tạo ra những thiết bị bền vững hơn.
Nghiên cứu được công bố trên Nature Physics và cho thấy rằng tốc độ đôi khi quyết định tất cả: chỉ cần vượt lên trước các quá trình lượng tử là đủ để thấy vật liệu thực sự có thể làm được gì.
