超导体能无电阻地输送电流，而大多数超导体只能在仅高于绝对零度几度的温度下实现这一壮举——也就是说，在那些温度下，“实际应用”仍然是一个遥远的梦想。20世纪80年代末，人们发现铜基材料（称为铜氧化物）能在更高温度下超导，这些温度可以用廉价的液氮达到。近40年过去了，物理学家们仍然没有就其原因达成一致。这就是当你发现某样东西管用却还不理解它时会发生的情况——任何曾经通过重启电脑修好电脑的人都很熟悉这种情形。

在最近的一项《科学》研究中，由慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的米兰·艾伦和荷兰乌得勒支大学的英格玛·斯瓦特领导的一个团队，通过倾听流入铜氧化物的电流发出的微弱电噪声，找到了一些答案。是的，他们真的听了噪声。这不太像“关掉再打开”，但也差不多。

这个谜团的核心是一种叫做赝能隙的奇特状态。“赝能隙是一种电子缺失的现象，”艾伦说。在铜氧化物变成超导的温度以上，它们的一些电子似乎消失了——测量发现，在它们本应存在的能量处，电子数量要少得多。“每个人都知道，从不同的探针中，你会看到这些消失的电子，但没人知道为什么，”艾伦说。这相当于物理学中丢了钥匙，却在最后找的地方找到，只不过钥匙是基本粒子，而最后找的地方是一个量子态。

几十年来，物理学家提出了两种主要的竞争性解释。第一种假设电子卡在某种结构中——冻结成电荷密度波之类的图案——而超导性则单独发展。另一种解释则将这一现象与超导性紧密联系起来。“其他人认为它们缺失是因为它们形成了配对，”艾伦说。电子对，称为库珀对，是超导体中承载电流的东西。如果这些配对在材料变成超导之前就出现，它们将是超导性的先决条件——一种等候室，配对存在但还不能同步移动。想象一个舞池，每个人都有舞伴，但没人能就编舞达成一致。

解决这个问题被证明极其困难。“许多不同的实验特征都被归入其中，”艾伦说。不同的仪器都看到了某些东西，但艾伦说，它们的读数从来都不是决定性的。“它总是某种不连贯、难以把握的东西，”他说。研究人员需要的是一种直接看到配对的方法，艾伦和他的同事想出了办法。

团队决定倾听散粒噪声——由形成电流的单个电荷到达引起的微小波动。艾伦说，这类似于雨点敲打屋顶。“如果你想象有雨滴，然后突然让雨滴重量加倍，噪声就会更多，”艾伦说。“电子也类似。如果你有两个电子总是一起到来，因为它们与配对相关，那么噪声就会更多。”所以下次有人抱怨电子设备噪声大时，告诉他们那可能只是电子在配对。

研究人员用扫描隧道显微镜进行了这项测量，让电流在针尖和铜氧化物样品之间通过，使他们能够倾听特定能级和表面不同位置的噪声。在传统超导体中，配对会产生噪声的干净加倍。在铜氧化物中，信号要弱得多，因为单个电子继续与配对一起流动。这就像在一个拥挤的房间里试图听二重唱，而大多数人都在独唱。

让仪器足够灵敏以辨别配对花了数年时间。“所需要的是非常有才华和坚持不懈的学生，他们工作了，我不知道，