Supraledare transporterar elektricitet utan motstånd, en bedrift som de flesta av dem bara klarar några grader över absoluta nollpunkten – vilket vill säga vid temperaturer där "praktisk tillämpning" fortfarande är en avlägsen dröm. I slutet av 1980-talet upptäcktes det att kopparbaserade material som kallas kuprater kan supraleda vid högre temperaturer, uppnåeliga med billigt flytande kväve. Nästan 40 år senare är fysikerna fortfarande inte överens om varför. Det här är vad som händer när man upptäcker att något fungerar innan man förstår det – en situation som är bekant för alla som någon gång har lagat en dator genom att starta om den.

I en färsk studie i Science har ett team lett av Milan Allan vid Ludwig-Maximilians-Universität i München och Ingmar Swart vid Utrecht University i Nederländerna hittat några svar genom att lyssna på det svaga elektriska knastret från ström som flyter in i en kuprat. Ja, de lyssnade bokstavligen på bruset. Det är inte riktigt "stäng av och sätt på igen", men det är nära.

I centrum av mysteriet finns ett märkligt tillstånd som kallas pseudogapet. "Pseudogapet är ett fenomen av försvunna elektroner", säger Allan. Ovanför den temperatur där kupraterna blir supraledande verkar en del av deras elektroner försvinna – mätningar finner långt färre av dem vid de energier där de borde finnas. "Alla vet att man från olika mätprober ser att det finns dessa försvinnande elektroner, men ingen vet varför", säger Allan. Det här är fysikens motsvarighet till att tappa nycklarna och hitta dem på det sista stället man letar, förutom att nycklarna är fundamentala partiklar och det sista stället är ett kvanttillstånd.

Under decennierna har fysikerna lagt fram två huvudsakliga konkurrerande förklaringar. Den första hypotesen är att elektronerna fastnar i någon slags struktur – fryser in i mönster som laddningstäthetsvågor – och att supraledningen utvecklas separat. Alternativet kopplar fenomenet tätt till supraledningen. "Andra tror att de saknas eftersom de bildar par", säger Allan. Par av elektroner, så kallade Cooper-par, är det som transporterar ström i en supraledare. Om dessa par uppträder innan materialet blir supraledande skulle de vara en förutsättning för supraledningen – ett slags väntrum där paren existerar men ännu inte kan röra sig tillsammans i takt. Tänk dig ett dansgolv där alla har en partner men ingen kan enas om koreografin.

Att avgöra detta visade sig vara extremt svårt. "Massor av olika experimentella signaturer klumpas liksom ihop i det här", säger Allan. Olika instrument ser alla något, men deras avläsningar, säger Allan, är aldrig avgörande. "Det är alltid något slags osammanhängande, svårt att greppa", säger han. Vad forskarna behövde var ett sätt att se par direkt, och Allan och hans kollegor listade ut det.

Teamet bestämde sig för att lyssna på skottbrus – små fluktuationer orsakade av ankomsten av individuella laddningar som bildar strömmen i en elektrisk ström. Allan säger att det liknar regn som trummar på taket. "Om du föreställer dig att du har regndroppar och sedan plötsligt gör dropparna dubbelt så tunga, blir det mer brus", säger Allan. "Med elektronerna är det liknande. Om du har två elektroner som alltid kommer tillsammans, eftersom de är associerade med parbildning, blir det mer brus." Så nästa gång någon klagar på brusande elektronik, säg till dem att det kanske bara är elektroner som parar sig.

Forskarna gjorde denna mätning med ett sveptunnelmikroskop, som skickade ström mellan en nålsvass spets och ett kupratprov, vilket lät dem lyssna på bruset vid specifika energinivåer och olika platser på ytan. I konventionella supraledare ger parbildningen en ren fördubbling av bruset. I kuprater är signalen mycket svagare, eftersom enstaka elektroner fortsätter att flöda vid sidan av paren. Det är som att försöka höra en duett i ett fullt rum där de flesta sjunger solo.

Att göra instrumentet tillräckligt känsligt för att urskilja paren tog år. "Vad som krävdes var mycket begåvade och uthålliga studenter som arbetade i, jag vet inte,"