Süper iletkenler elektriği direnç olmadan taşır; bu başarıyı çoğu ancak mutlak sıfırın birkaç derece üzerinde, yani "pratik uygulama"nın hâlâ uzak bir hayal olduğu sıcaklıklarda gösterir. 1980'lerin sonunda, küprat adı verilen bakır bazlı malzemelerin, uygun fiyatlı sıvı nitrojenle ulaşılabilen daha yüksek sıcaklıklarda süper iletkenlik gösterdiği bulundu. Aradan neredeyse 40 yıl geçti ve fizikçiler hâlâ nedenini konusunda anlaşamıyor. Bir şeyin neden işe yaradığını anlamadan çalıştığını keşfettiğinizde olan budur - bilgisayarı yeniden başlatarak düzelten herkesin aşina olduğu bir durum.

Yakın tarihli bir Science çalışmasında, Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi'nden Milan Allan ve Hollanda Utrecht Üniversitesi'nden Ingmar Swart liderliğindeki bir ekip, bir küprata akan akımın zayıf elektriksel çıtırtısını dinleyerek bazı cevaplar buldu. Evet, kelimenin tam anlamıyla gürültüyü dinlediler. Tam olarak "kapatıp aç" değil ama ona yakın.

Gizemin merkezinde psödoboşluk adı verilen tuhaf bir durum var. "Psödoboşluk, kayıp elektronların bir olgusudur," dedi Allan. Küpratların süper iletken hale geldiği sıcaklığın üzerinde, elektronlarının bir kısmı kayboluyor gibi görünür - ölçümler, olmaları gereken enerjilerde onlardan çok daha azını bulur. "Herkes farklı problar kullanarak bu kaybolan elektronları gördüğünü biliyor, ama kimse nedenini bilmiyor," dedi Allan. Bu, anahtarlarınızı kaybedip en son baktığınız yerde bulmanın fizik versiyonudur; tek fark, anahtarların temel parçacıklar ve en son bakılan yerin bir kuantum durumu olmasıdır.

On yıllar boyunca fizikçiler iki ana rakip açıklama öne sürdüler. İlki, elektronların bir tür yapıya sıkıştığını - yük yoğunluğu dalgaları gibi desenlere donduğunu - ve süper iletkenliğin ayrı olarak geliştiğini varsayar. Alternatif görüş ise olguyu süper iletkenliğe sıkı sıkıya bağlar. "Diğerleri kaybolmalarının nedeninin eşleşmeleri olduğunu düşünüyor," dedi Allan. Cooper çiftleri adı verilen elektron çiftleri, bir süper iletkende akımı taşıyan şeydir. Eğer bu çiftler malzeme süper iletken hale gelmeden önce ortaya çıkarsa, süper iletkenliğin bir ön koşulu olurlar - bir tür bekleme odası; çiftler vardır ama henüz birlikte ahenk içinde hareket edemezler. Herkesin bir partneri olduğu ama kimsenin koreografi üzerinde anlaşamadığı bir dans pisti hayal edin.

Bunu çözmek son derece zor oldu. "Birçok farklı deneysel imza bir şekilde bunun içine tıkılmış durumda," dedi Allan. Farklı cihazlar bir şeyler görür, ancak Allan'a göre okumaları asla kesin değildir. "Her zaman bir tür tutarsız, kavranması zor bir şey," dedi. Araştırmacıların ihtiyacı olan şey, çiftleri doğrudan görmenin bir yoluydu ve Allan ile meslektaşları bunu çözdü.

Ekip, bir elektrik akımının akışını oluşturan bireysel yüklerin gelişinin neden olduğu küçük dalgalanmalar olan atış gürültüsünü dinlemeye karar verdi. Allan bunun çatıya vuran yağmura benzediğini söylüyor. "Yağmur damlalarınız olduğunu ve aniden damlaları iki kat ağırlaştırdığınızı hayal edin, daha fazla gürültü olacaktır," dedi Allan. "Elektronlarda da benzer. Eğer eşleşmeyle ilişkili oldukları için her zaman birlikte gelen iki elektronunuz varsa, o zaman daha fazla gürültü olacaktır." Yani bir dahaki sefere biri gürültülü elektronikten şikayet ettiğinde, ona bunun sadece elektronların eşleşmesi olabileceğini söyleyin.

Araştırmacılar bu ölçümü, iğne uçlu bir uç ile bir küprat numunesi arasında akım geçiren ve belirli enerji seviyelerinde ve yüzeyin farklı noktalarında gürültüyü dinlemelerine olanak tanıyan bir taramalı tünelleme mikroskobu ile yaptılar. Geleneksel süper iletkenlerde eşleşme, gürültüde temiz bir ikiye katlanma üretir. Küpratlarda sinyal çok daha zayıftır, çünkü tek elektronlar çiftlerin yanında akmaya devam eder. Bu, çoğu insanın solo şarkı söylediği kalabalık bir odada bir düet duymaya çalışmak gibidir.

Cihazı çiftleri ayırt edebilecek kadar hassas hale getirmek yıllar aldı. "Gereken şey, bilmiyorum, kaç yıl boyunca çalışan çok yetenekli ve ısrarcı öğrencilerdi," dedi.