Исследователи из Утрехта, Лейдена и Мюнхена предложили объяснение, почему одних электронных пар недостаточно для сверхпроводимости при комнатной температуре. В работе, опубликованной в журнале Science и представленной Утрехтским университетом 6 ноября 2026 года, образование пар Купера рассматривается отдельно от их согласованного движения. Авторы предполагают, что именно фазовая согласованность может быть главным узким местом.

Сверхпроводимость возникает, когда электрический ток проходит без сопротивления. Для этого электроны должны объединиться в пары, а сами пары должны двигаться согласованно. В обычных сверхпроводниках эти процессы происходят примерно в одном температурном диапазоне. В высокотемпературных материалах, судя по доступным данным, пары могут сохраняться при температурах намного выше той, при которой возникает состояние с нулевым сопротивлением.

Пары уже есть, но общего ритма нет

Фазовая согласованность означает синхронное движение пар Купера. Если пары образовались, но каждая движется независимо, материал не приобретает главное свойство сверхпроводника. Он может проводить ток с сопротивлением или даже стать изолятором.

Такой разрыв между образованием пар и сверхпроводимостью ранее показали для купрата, соединения на основе оксида меди. В исследовании 2024 года энергетическая щель, связанная с образованием пар, сохранялась до 150 K, тогда как нулевое сопротивление появлялось примерно при 25 K. В этом случае энергетическая щель указывает на наличие связанных пар, но сама по себе не доказывает, что они движутся согласованно в сверхпроводящем состоянии.

Представим условный танцпол: десять пар уже держатся друг за друга, но каждая выбирает собственный темп и направление. Общее движение не складывается. Для возникновения согласованного движения пары должны синхронизироваться. Эта аналогия показывает разницу между образованием пар и фазовой согласованностью, но не заменяет измерения и не означает, что исследователи уже получили сверхпроводник при комнатной температуре.

Авторы считают, что изучение фазовой согласованности может подсказать, как повысить рабочую температуру сверхпроводников. Однако доступные материалы не показывают, что синхронизация является единственным препятствием. В них также нет полного описания экспериментальной методики, набора образцов и количественной зависимости согласованности от температуры. Поэтому результат указывает на возможное узкое место, а не предлагает готовый рецепт создания сверхпроводника, работающего при комнатной температуре.

Для подготовки научной статьи по теме сверхпроводимости потребовалась бы отдельная проверка первичных данных: полный текст публикации в Science в доступном пакете закрыт.

Схема показывает, что образование электронных пар предшествует фазовой согласованности, необходимой для сверхпроводимости

Фото: Paskvi / Pixabay