Trong các cuprat — vật liệu gốc đồng — tính siêu dẫn và trạng thái giả vùng cấm bí ẩn đang tiến hành một cuộc đấu tranh lượng tử thực sự để giành quyền kiểm soát các electron. Theo các nhà khoa học phát hiện, chính sự cạnh tranh này là rào cản chính trên con đường đạt tới tính siêu dẫn ở nhiệt độ cao hơn.
Thí nghiệm được thực hiện bởi một nhóm quốc tế: các nhà lý thuyết từ Trung tâm Vật lý Lượng tử Tính toán thuộc Viện Flatiron (New York, Hoa Kỳ) dưới sự lãnh đạo của Olivier Gingras và các nhà thực nghiệm từ Viện Nghiên cứu Khoa học Quốc gia (INRS, Québec, Canada). Công trình do nghiên cứu sinh Dario Armanno và giáo sư Fabio Boschini chủ trì. Họ đã sử dụng phương pháp quang phổ quang điện tử phân giải góc (ARPES) với các xung laser để "làm tan chảy" pha siêu dẫn và theo dõi cách vật liệu chuyển sang trạng thái giả vùng cấm.
Các kết quả được công bố ngày 20 tháng 10 năm 2026 trên tạp chí Nature Physics cho thấy: hai pha không cùng tồn tại và không hỗ trợ lẫn nhau. Chúng cạnh tranh quyết liệt. Trong điều kiện cân bằng, chỉ một trong hai pha có thể tồn tại trong vật liệu.
Trong trạng thái siêu dẫn, các electron vốn thường đẩy nhau lại kết thành từng cặp và chuyển động không có điện trở, tựa như xe trượt tuyết lướt trên mặt băng hoàn toàn nhẵn. Trong giả vùng, dòng điện chỉ chảy tự do theo một số hướng nhất định, còn theo các hướng khác thì không. Chính sự chuyển tiếp giữa các trạng thái này đã trở thành chìa khóa để hiểu cơ chế.
Các tính toán lý thuyết của Jingra và các đồng nghiệp đã xác nhận mô hình "trạng thái cạnh tranh". Không một giả thuyết thay thế nào — về sự cộng sinh hay về việc giả vùng đóng vai trò "giai đoạn sơ bộ" của tính siêu dẫn — giải thích được dữ liệu thực nghiệm.
Nếu có thể ức chế sự hình thành giả vùng trong khi vẫn duy trì tính siêu dẫn, nhiệt độ tới hạn của các cuprat có thể sẽ tăng lên. Hiện nay, ngay cả những vật liệu tốt nhất trong số đó cũng chỉ hoạt động dưới 151 kelvin — tức khoảng âm 122 độ C.
Phát hiện này mang lại một chiến lược rõ ràng: thay vì cố gắng tăng cường giả vùng, cần học cách chặn nó lại. Điều này mở ra con đường dẫn tới những vật liệu thực tiễn có khả năng hoạt động ở nhiệt độ gần với nhiệt độ phòng hơn.
Công trình cho thấy sự cạnh tranh lượng tử giữa các pha không chỉ là một hiệu ứng thú vị, mà là một giới hạn thực sự có thể vượt qua nếu định hướng đúng nỗ lực.
