كشف الفريق عن وجود نمط مغناطيسي خفي داخل مرحلة تُسمّى فجوة كاذبة، وهي مرحلة تظهر مباشرة فوق درجة الانتقال إلى الموصلية الفائقة في بعض المواد الكمية.
تبيّن أن فهم هذه المرحلة مفتاح أساسي لتفسير كيف ينشأ التوصيل الفائق، خصوصًا في المواد التي تعمل عند درجات حرارة أعلى من المعتاد.
محاكاة بالذرات فائقة البرودة
نفّذ الباحثون محاكاة كمّية باستخدام نموذج فيرمي-هابارد يعتمد على ذرات فائقة البرودة، لمحاكاة حركة الإلكترونات وتفاعلاتها داخل المواد البلورية.
بردت ذرات الليثيوم إلى درجات قريبة من الصفر المطلق ووضعوها في شبكة بلورية من ضوء الليزر لتقليد مسارات وتفاعلات الإلكترونات.
مجهر الغاز الكمي ورصد الترتيب المغزلي
استخدم الباحثون مجهر الغاز الكمي لالتقاط أكثر من 35 ألف صورة لذرات فردية، ما سمح بقياس اتجاه اللف المغزلي لكل ذرة بدقة عالية.
كشفت النتائج وجود نمط موحّد من الترابط بين اللفّات المغزلية مع تبريد الشبكة الذرية، وهو نمط مرتبط بدرجة حرارة مميزة تمثل لحظة ظهور مرحلة الفجوة الكاذبة.
ترتيب مغناطيسي يظهر دون وجود إلكترونات
تبين عند هذه النقطة وجود ترتيب مغناطيسي مضاد للتوازي رغم غياب الإلكترونات، وهو ما يُعرف بالتطعيم أو الإضافة.
تشابه مع ظواهر مغناطيسية غريبة
تشبه هذه النتائج ظواهر مغناطيسية غريبة في مغناطيسات جليد اللفّ المغزلي، حيث تتكوّن رباعيات من الذرات ضمن بنية تعرقلها الإحباط المغناطيسي.
خطوة جديدة نحو حل لغز الموصلية الفائقة
رصدت التجارب ظواهر مغناطيسية غير تقليدية في مغناطيسات جليد اللفّ المغزلي.
تفتح هذه النتائج باب فهم العلاقة بين المغناطيسية الكمية والموصلية الفائقة وربما تقود إلى مواد تستطيع التوصيل عند درجات حرارة أعلى.
تعزز هذه النتائج الآمال في تصميم مواد جديدة قابلة للموصلية الفائقة عند درجات حرارة أعلى وتغيّر وجه تقنيات الطاقة والالكترونيات.
