Các nhà vật lý Trung Quốc từ Đại học Bắc Kinh đã phát hiện một pha mới trong các chất siêu dẫn, pha này trùng khớp chính xác với ranh giới nơi vật liệu đột ngột bắt đầu dẫn dòng điện không có điện trở ở "cánh trái" của giản đồ nhiệt độ – áp suất.
Các nhà nghiên cứu Yu-Cheng Zhu, Jia-Xi Zeng và Xin-Zheng Li đã chỉ ra rằng pha này — hỗn loạn lượng tử của mạng tinh thể — phát sinh từ các thăng giáng lượng tử của hạt nhân nguyên tử. Khác với các mô hình thông thường, nơi vai trò chính được gán cho các electron, ở đây hành vi của chính mạng tinh thể lại trở thành yếu tố then chốt.
Các nhà khoa học đã áp dụng phương pháp tích phân theo quỹ đạo trong động lực học phân tử để tính đến bản chất lượng tử của hạt nhân. Các tính toán đã phát hiện một vùng hình tam giác trên giản đồ pha áp suất – nhiệt độ, nơi mạng tinh thể duy trì trạng thái mất trật tự nhờ các hiệu ứng lượng tử. Ranh giới bên trái của vùng này trùng với nhiệt độ bắt đầu hiện tượng siêu dẫn.
Hiệu ứng này thể hiện đặc biệt rõ rệt trong các vật liệu chứa niken. Khi thay thế hydro bằng deuteri, ranh giới của pha lượng tử dịch chuyển, và nhiệt độ siêu dẫn cực đại giảm từ 220 xuống 160 kelvin. Điều này xác nhận mối liên hệ trực tiếp giữa các thăng giáng hạt nhân và cơ chế ghép cặp của các electron.
Phát hiện này thay đổi quan niệm về hiện tượng siêu dẫn nhiệt độ cao: giờ đây cần phải xem xét nó như một trạng thái lượng tử chung của các electron và mạng tinh thể. Trước đây, các giản đồ cấu trúc được xây dựng mà không tính đến bài toán nhiều hạt của hạt nhân, dẫn đến những dự đoán thiếu chính xác.
Pha mới này đưa ra một định hướng cho việc tìm kiếm các vật liệu có nhiệt độ siêu dẫn cao hơn và giải thích tại sao ở "cánh trái" của vòm siêu dẫn, hiện tượng siêu dẫn lại đột ngột kết thúc.
