محققان دانشگاه استنفورد در یک پیشرفت علمی مهم، پدیده جفت‌شدگی الک‌ترون را که ویژگی اساسی ابررساناها محسوب می‌شود، در دما‌های بسیار بالاتر از آنچه قبلا امکان‌پذیر شناخته می‌شد و در یک ماده عایق ضد‌فرومغناطیسی ثبت کرده‌اند. این کشف می‌تواند راه را برای مهندسی مواد ابررسانای جدید در دما‌های بالا هموار سازد.
بر اساس گزارش ساینس‌آلرت، تیم پژوهشی با استفاده از نوری فرا‌بنفش بر روی نمونه‌های اکسید مس نئودیمیم سریم، که یک ابررسانای کوپراتی با دمای انتقادی نسبتا پایین (۲۵ کلوین یا منفی ۲۴۸ درجه سانتی‌گراد) است، مشاهده کردند که الکترونها در دمای منفی ۱۳۳ درجه سانتی‌گراد (۱۴۰ کلوین) همچنان در حالت جفت‌شده باقی می‌مانند و انرژی کمتری از دست می‌دهند. اگرچه این ماده هنوز مقاومت الک‌تریکی صفر ندارد، اما پایداری جفت‌شدگی در این دما مؤشر جدیدی برای درک مکانیزم ابررسانایی است.
جفت‌شدگی الکترونها و نقش آن در ابررسانایی
برای ابررساناشدن یک ماده، الکترونها باید جفت شوند و این جفت‌شدگی باید منسجم و هماهنگ باشد. محققان این فرآیند را با رقص دو نفر در یک مهمانی تشبیه می‌کنند ابتدا الکترونها جفت می‌شوند اما نامنسجمند (مانند دو نفر که به هم نگاه می‌کنند اما رقصیده‌اند)، سپس با رسیدن به حالت منسجم، کل سیستم به حالت ابررسانا در می‌آید. مطالعه جدید الکترونها را در مرحله می‌انی، یعنی جفت‌شده اما هنوز منسجم‌نشده، رصد کرده است.
آزمایش با کوپرات‌ها و نتایج حاصل
در این پژوهش که نتایج آن در منتشر شده، دانشمندان فوتون‌های نوری فرا‌بنفش را به سمت کوپرات‌ها تاباندند. در حالت معمول، فوتون‌ها انرژی کافی به الک‌ترون‌های جفت‌نشده نمی‌دهند تا از ماده خارج شوند و باعث از دست رفتن انرژی می‌شوند. اما در آزمایش جدید، الک‌ترون‌های جفت‌شده در ماده مورد مطالعه توانستند در برابر بیرون‌راندن مقاومت کنند و تنها مقدار کمی انرژی از دست رفت.
محققان بیان می‌کنند اگرچه تا رسیدن به ابررسانایی با مقاومت صفر در دمای اتاق راه زیادی باقی مانده، اما این بینش جدید می‌تواند به شناسایی مسیر‌های مهندسی مواد جدید برای دستیابی به این هدف کمک کند. کشف جفت‌شدگی پایدار در دما‌های بالاتر، گامی مهم در درک فیزیک ه ابررساناها محسوب می‌شود.
