
Международная
команда физиков под руководством Джереми Леви из Университета Питтсбурга впервые
получила куперовскую пару электронов вне явления сверхпроводимости. Это
открытие подтвердило предсказанный еще в 1969 году эффект. Связанные в пары
электроны были обнаружены в кристаллах титаната стронция (SrTiO3) при помощи
одноэлектронного транзистора. Работа опубликована в журнале Nature.
В обычном
случае в сверхпроводниках (материалах, которые при определенных условиях
приобретают сверхпроводящие свойства) электроны с противоположным спином
движутся через атомную решетку вещества вместе, образуя так называемые
куперовские пары. Этот эффект возникает вследствие того, что один электрон
пролетая на высокой скорости между положительно заряженными ионами
кристаллической решетки как бы на время вызывает среди них возмущение, как бы вытягивая их на себя. Эти ионы движутся гораздо медленнее электрона и не
успевают его притянуть. Затем они возвращаются на свои исходные позиции, но на
какое-то время в месте пролета первого электрона возникает положительный потенциал.
Этот потенциал позволяет еще одному электрону быстро и с гораздо меньшими
энергетическими затратами проскочить вслед первому электрону. Таким образом,
они всегда действуют взаимосвязано. 
Эти пары
электронов взаимодействуют с другими парами, образуя конденсат, из которого
отдельные электроны не могут быть легко рассеяны. Куперовские пары лежат в основе
объяснения явления сверхпроводимости на микроуровне – теории Бардина-Купера-Шриффера.
Единственная загвоздка – чтобы этот механизм работал, электроны должны быть
относительно близко друг к другу. В титанате стронция это не так. Он обладает
довольно низкой плотностью электронов и становится сверхпроводником лишь ниже
критической температуры (Tc)
 в 300 милликельвинов. Однако команде Джереми
Леви удалось получить доказательства наличия в титанате стронция куперовских
пар электронов при температурах значительно выше критической (Tc). 
Для этого
они сделали одноэлектронный транзистор из титаната стронция на подложке из
алюмината лантана (LaAlO3), в котором исток был наноразмера, а затвор и сток
транзистора разделяла квантовая точка. Этого удалось достичь, используя острый
зонд-проводник атомно-силового микроскопа. 
