Den superledning (eller superledende) er et fenomen som kjennetegnes ved fravær av elektrisk motstand og utstøting av det magnetiske felt - den Meissner-effekten - innenfor visse materialer som er kjent som superledere .
Den første historisk oppdagede superledningsevnen, og ofte referert til som konvensjonell superledningsevne, forekommer ved svært lave temperaturer, nær absolutt null ( −273,15 ° C ). Superledningsevne gjør det spesielt mulig å transportere strøm uten tap av energi. Dens potensielle applikasjoner er strategiske.
I konvensjonelle superledere oppstår komplekse interaksjoner mellom atomer og frie elektroner og fører til utseendet på bundet elektronpar , kalt Cooper-par . Forklaringen på superledningsevne er nært knyttet til kvanteegenskapene til materie. Mens elektroner er fermioner , oppfører elektronpar seg som bosoner med spinn lik 0 kalt singletten , og blir "kondensert" til en enkelt kvantetilstand , i form av en superfluid av Cooper-par.
En lignende effekt av superledningsevne er superfluiditet , som karakteriserer en strømning uten motstand, det vil si at en liten forstyrrelse som utsettes for denne typen væske aldri stopper, på samme måte som Cooper-parene beveger seg uten motstand i en superleder.
Det er også andre klasser av materialer, samlet kalt "ukonvensjonelle superledere" (i motsetning til betegnelsen på konvensjonell superledningsevne), hvis egenskaper ikke er forklart av BCS-teorien . Spesielt viser klassen av kobber (eller "superleder med høy kritisk temperatur"), oppdaget i 1986, superledende egenskaper ved mye høyere temperaturer enn konvensjonelle superledere. Men hva fysikere kaller "høy temperatur" forblir ekstremt lav sammenlignet med temperaturer på jordoverflaten (maksimum er, eller -140 ° C ), men noen ganger er over temperaturen for nitrogen flytendegjøring. I flytende nitrogen for å 77 K . Den første superledende materiale ved romtemperatur, et hydrid av karbon og svovel , ble oppdaget i 2020: T c = 287,7 ± 1,2 K (ca. 15 ° C ), men under et trykk på 267 ± 10 GPa (nær trykket ved sentrum av jorden).
Selv om dette emnet har vært et av de mest studerte fagene i faststoffysikk siden tidlig på 1990-tallet, beskrev ingen enkel teori i 2010 tilfredsstillende fenomenet ukonvensjonell superledningsevne. Den teori om spinn svingninger er en av de mest lovende og tillater mange av egenskapene til helium 3 , tunge fermioner og kuprater som skal reproduseres . I denne teorien gjøres sammenkoblingen ved å utveksle spinnsvingninger, men det er ennå ikke etablert enighet. Denne teorien kan også bidra til å forklare superledningsevnen til jernbaserte superledere.
Fenomenet ble oppdaget i 1911 av den nederlandske fysikeren Heike Kamerlingh Onnes og hans team bestående av Gilles Holst , Cornelis Dorsman og Gerit Flim. Kamerlingh Onnes hadde suksessfullt flytende helium for første gang i 1908, noe som gjorde det mulig for ham å utføre fysiske målinger ned til temperaturer på 1,5 K (-271,6 ° C). Deretter gjennomførte han et program for systematiske målinger av egenskapene til materie ved svært lave temperaturer, spesielt måling av metallers elektriske motstand. De8. april 1911, Lagets tiltak som den elektriske resistiviteten (eller elektrisk motstand ) av kvikksølv blir lik null under en viss temperatur som kalles den kritiske temperatur T c , av størrelsesorden på 4,2 K for kvikksølv. Dette er den første observasjonen av en superledende tilstand, selv om den på dette tidspunktet kan forveksles med en ideell leder. Et rykte tilskriver fortjenesten til oppdagelsen til Gilles Holst (en student av K. Onnes), men opplevelsesboken som ble oppdaget senere, skrevet av Kamerlingh Onnes selv, viser at sistnevnte faktisk hadde kontroll over opplevelsen den dagen, og Gilles Holst målte. elektrisk motstand med en Wheatstone Bridge , Cornelis Dorsman og Gerit Flim som tar for seg aspekter av kryogenikk. For alt sitt arbeid med flyting av helium og bruk av flytende helium ble Kamerlingh Onnes tildelt Nobelprisen i fysikk i 1913.
Eksperimenter med mange andre elementer viser at noen har superledningsevne og andre ikke: i 1922, spesielt, bly ved −266,15 ° C ; og i 1941, niobnitrid ved 16 K.
I 1933 oppdaget Meissner og Ochsenfeld den andre egenskapen til den superledende tilstanden, det faktum at den frastøter magnetfeltet, et fenomen kjent som Meissner-effekten . I 1935 viser brødrene Fritz og Heinz London at Meissner-effekten er en konsekvens av minimeringen av den frie energien som bæres av den superledende strømmen.
I 1950 ble det funnet at den kritiske temperaturen avhenger av den isotopiske massen.
I 1950 ble en såkalt fenomenologisk teori fra Ginzburg-Landau utviklet av Lev Landau og Vitali Ginzburg . Denne teorien forklarer de makroskopiske egenskapene til superledere nær faseovergangen ved hjelp av Schrödinger-ligningen . Spesielt viser Alexei Abrikosov at vi med denne teorien kan forutsi eksistensen av to kategorier superledere (type I og II). Abrikosov og Ginzburg vil motta Nobelprisen i 2003 for dette arbeidet (Landau døde i 1968 ).
I 1957 oppdaget en nederlandsk kjemiker den første organisk-syntetiske superlederen, ditetramethiltetraselenofulvalinehexafluorophosphate .
En komplett teori om superledningsevne ble foreslått i 1957 av John Bardeen , Leon Cooper og John Schrieffer . Kjent under navnet BCS-teori (etter initialene), forklarer det superledningsevne ved dannelse av par av elektroner (Cooper-par) og deretter danner bosoner og tillater kondens. I følge denne teorien foregår sammenkoblingen av elektroner takket være en attraktiv interaksjon mellom dem, forårsaket av deres kobling med vibrasjonene i nettverket som kalles fononer . For sitt arbeid vil forfatterne motta Nobelprisen i fysikk i 1972 .
I 1959 viste Gorkov at BCS-teorien kan reduseres til Ginzburg-Landau-teorien i nærheten av den kritiske temperaturen for utseende av superledningsevne.
I 1962 ble de første superledende ledningene (i niob-titanlegering ) markedsført av Westinghouse. Samme år spår Brian Josephson teoretisk at en strøm kan strømme gjennom en tynn isolator som skiller to superledere. Dette fenomenet, som bærer navnet hans ( Josephson-effekten ), brukes i PASSORER . Disse enhetene brukes til å lage meget nøyaktige målinger av h / e og, kombinert med kvante Hall-effekten , for å måle Planck-konstanten h . Josephson vil motta Nobelprisen i 1973 .
I 1979 , Frank Steglich bekrefter nærværet av en superledende fase i CeCu 2 Si 2, et materiale som består av magnetiske atomer og hvis elektroner er så korrelert at deres effektive masse noen ganger når hundrevis av ganger den for det frie elektronet . Disse egenskapene er så forskjellige fra konvensjonelle superledere, og det dannes en ny klasse: tunge fermioner . Andre materialer fra denne familien hadde allerede blitt studert av BT Matthias på 1960-tallet , men uten å overbevise det vitenskapelige samfunnet.
I 1986 , Johannes Bednorz og Karl Müller oppdaget supraledningsevne ved -238,15 ° C i kobber perovskitten konstruksjonsmaterialer basert på lantan ( Nobel Prisen i fysikk 1987 ). Denne oppdagelsen gjenoppliver søket etter materialer med stadig høyere kritiske temperaturer.
Svært raskt merker forskere at den kritiske temperaturen til dette materialet øker med trykk. Ved å erstatte den lantan med yttrium , det vil si ved fremstilling av forbindelsen YBa 2 Cu 3 O 7, stiger den kritiske temperaturen til -181,15 ° C og overstiger temperaturen på flytende nitrogen ( 77 K ). Dette er veldig viktig fordi flytende nitrogen produseres industrielt til en lav pris, og til og med kan produseres lokalt. Mange superledende kobber blir deretter produsert, men mekanismene for denne superledningsevnen gjenstår å bli oppdaget. Dessverre er disse materialene keramiske og kan ikke bearbeides enkelt. I tillegg mister de lett superledningsevnen ved sterke magnetfelt, og applikasjoner er derfor lenge etterhvert. Forskning fortsetter å redusere feltfølsomheten og øke kritisk temperatur. Etter temperaturen på flytende nitrogen er den andre økonomiske (og psykologiske) terskelen den for tørris , 195 K ( -78,5 ° C ).
De 31. mai 2007, et fransk-kanadisk team av fysikere publiserer en studie i tidsskriftet Nature som ifølge en CNRS- pressemelding ville gjøre det mulig å øke vår forståelse av disse materialene betydelig.
I januar 2008 rapporterte teamet til professor Hosono fra Tokyo Institute of Technology eksistensen av en ny klasse superledere: pnictidene ROFeAs-typen (hvor R er en sjelden jord) dopet med fluor på stedet for oksygenet. Den maksimale kritiske temperaturen til -245,15 ° C . Denne oppdagelsen er overraskende på grunn av tilstedeværelsen av jern i en superleder med så høy kritisk temperatur. IAugust 2008, det ser ut til å være enighet om at jern spiller en viktig rolle i superledningsevnen til disse materialene. Hundrevis av verk er blitt publisert som viser entusiasmen til det vitenskapelige samfunnet om denne oppdagelsen. Et visst antall grupper rapporterer en maksimal kritisk temperatur i størrelsesorden -217,15 ° C i tilfelle der R er en ikke-magnetisk sjelden jord. SluttMai 2008, gruppen til professor Johrendt, ved universitetet i München , rapporterer superledningsevnen i forbindelsen Ba 0,6 K 0,4 Fe 2 As 2, Med en kritisk temperatur T c til omtrent -235,15 ° C . Denne forbindelsen har en krystallografisk struktur som er veldig nær den fra LaOFeAs. Denne oppdagelsen er viktig fordi den viser at oksygen ikke spiller noen rolle i superledningsmekanismen til denne nye klassen av superledere. Magnetiske egenskaper ser ut til å være involvert, som med cuprates.
I 2014 kom en av de jernbaserte superledere som ble oppdaget i 2009 , FeSe, tilbake til nyheten. Selv om den lave kritiske temperaturen (ca. 10 K) da ikke ble ansett som veldig interessant, innser vi at ved å dyrke et tynt lag (med en enkelt atomtykkelse) på et substrat av SrTiO 3, når vi en kritisk temperatur som er større enn 100 K og derfor større enn de for alle andre jernbaserte superledere. Denne oppdagelsen baner vei for tynnfilm-superledere så vel som syntesen av komplekse materialer.
I 2016 ble det observert en kritisk temperatur over 200 K i svovelhydrid . Selv om det tilsynelatende skyldes tilfeldigheter, ble denne oppdagelsen faktisk spådd av teoretikeren Neil Ashcroft så tidlig som i 1968 , på grunnlag av konvensjonell superledningsevne. Imidlertid krevde eksperimentet innføring av et veldig høyt trykk, større enn 50 GPa .
En superleder er et materiale som, når det er avkjølt under en kritisk temperatur Tc , har to karakteristiske egenskaper, som er:
Eksistensen av disse karakteristikkene, som er felles for alle konvensjonelle superledere, gjør det mulig å definere superledningsevne som følge av en faseovergang . Studien av variasjonene i de fysiske egenskapene til superledere når de passerer inn i den superledende tilstanden bekrefter dette og fastslår at den superledende overgangen er en sann faseovergang .
Det totale fraværet av elektrisk motstand fra en superleder som en begrenset strøm strømmer gjennom, er åpenbart deres mest kjente egenskap, og det er dette som ga fenomenet navnet. Teoretisk kan disse strømningene flyte på ubestemt tid. I praksis har strømmer allerede sirkulert i mer enn 25 år (4. august 2020) i superledende gravimetre , der en 4 g kule svir i magnetfeltet generert av et par superledende spoler.
Meissner-effekten, oppkalt etter Walther Meissner som oppdaget den i selskap med Robert Ochsenfeld i 1933 , er det faktum at en prøve utsatt for et eksternt magnetfelt driver den ut når den blir avkjølt under den kritiske temperaturen, uavhengig av tidligere tilstand.
I henhold til Maxwells ligninger , må magnetfeltet i ethvert materiale med null motstand forbli konstant over tid. Imidlertid viser eksistensen av Meissner-effekten at superledningsevne ikke bare handler om eksistensen av uendelig ledningsevne.
Eksperimentelt er Meissner-effekten vist ved å avkjøle en superledende prøve under dens kritiske temperatur i nærvær av et magnetfelt. Det er da mulig å vise at magnetfeltet inne i prøven er null, mens det for en hypotetisk perfekt leder skal være lik magnetfeltet som påføres under overgangen.
Merk : noen superledere, kjent som type II , viser bare Meissner-effekten for lave verdier av magnetfeltet, mens de gjenværende superledere har høyere verdier ( se nedenfor ).
Teorien utviklet av Ginzburg og Landau i 1950 introduserer en kompleks ordningsparameter ψ ( r ) som karakteriserer superledningsevne innenfor de generelle rammene av Landaus teori om andre ordens faseoverganger. Den fysiske betydningen av denne parameteren er at den er proporsjonal med tettheten til superledende elektroner ( dvs. av elektroner som utgjør Cooper-par). Utgangspunktet for teorien er at den frie energitettheten f s kan utvikles til en serie av ordreparameteren nær den superledende overgangen i følgende form:
hvor f n0 er tettheten av fri energi i normal tilstand i null-felt, A er den vektorpotensialet og B er den lokale intensitet av den magnetiske induksjon.
Andre og tredje vilkår er utvidelsen av andre ordre i | ψ | 2 , kan den tredje ses på som det uforanderlige kinetiske energimåleruttrykket assosiert med "superledende ladningsbærere", med masse m * og av ladning q * mens det fjerde ganske enkelt er tettheten av magnetisk energi.
I superledende tilstand, i fravær av et felt og gradienter , blir den forrige ligningen:
β er nødvendigvis positiv fordi ellers ville det ikke være noe globalt minimum for fri energi, og derfor ingen likevektstilstand. Hvis α> 0 , finner minimum sted for ψ = 0 : materialet er i normal tilstand. Det interessante tilfellet er derfor det der α <0 . Vi har da, i likevekt ,, derav:
En type I superleder er en superleder med et enkelt kritisk magnetfelt. Den har egenskapen til å frastøte et eksternt magnetfelt, og det finnes i to tilstander avhengig av kritisk temperatur og kritisk magnetfelt, nemlig:
En type II superleder er en superleder med to kritiske magnetfelt. Det finnes i flere stater, avhengig av temperatur og kritiske magnetfelt:
Denne teorien er basert på koblingen av elektronene til et metall parvis: Cooper-parene . De danner en enkelt, sammenhengende tilstand med lavere energi enn det vanlige metallet, med uparede elektroner.
Problemet er å forklare denne sammenkoblingen med tanke på Coulomb-frastøtingen . En enkel kvalitativ modell består i å vurdere elektroner i et metall som samhandler med krystallgitteret dannet av positive ioner . Disse tiltrekker seg elektroner og beveger seg litt (positive ioner har stor treghet ). Fysikere har gitt navnet fononer til disse naturlige atomvibrasjonene. Denne interaksjonen mellom elektroner og fononer er ved opprinnelsen til resistivitet og superledning: tiltrukket av den meget hurtige passasje av et elektron (10 6 m / s ), ionene beveger seg og skape en lokal elektrisk positiv sone.. Gitt tregheten, vedvarer denne sonen mens elektronet har passert, og kan tiltrekke seg et annet elektron som via en fonon er sammenkoblet med den forrige, til tross for Coulomb-frastøtingen. Termisk uro ender med å ødelegge denne skjøre likevekten, derav den skadelige effekten av temperaturen på superledningsevne.
En egenart hos Cooper-parene er at deres indre magnetiske øyeblikk (også kalt spinn ) er null. Faktisk har de to sammenkoblede elektronene samme spinn (1/2, karakteristisk spinn av fermioner ), men med motsatt tegn. Dette er betingelsen for at energien til paret skal være mindre enn summen av energiene til de to elektronene. De danner deretter en helhet som oppfører seg som et boson (hele spinnpartikkelen som adlyder Bose-Einstein-statistikken): parene beveger seg uten å møte noen motstand, derav superledningsevnen.
Forskjellen i energi mellom superledende tilstand og normal tilstand kalles energigapet . Det er energien som kreves for å gå fra superledende tilstand til normal tilstand ved å bryte Cooper-parene. Denne energien har en tendens mot null når temperaturen har en tendens til den kritiske temperaturen.
Elektron-fonon-interaksjonen spiller en viktig rolle for sammenkoblingen av elektroner og derfor for superledningsevne.
Denne teorien ble utarbeidet før oppdagelsen av kritiske superledende materialer ved høy temperatur. Et spørsmål oppstår da: motsier høye T c- superledere BCS-teorien? Teoretikere er ikke enige i dette emnet. Noen mener at koblingen mellom elektronene ikke lenger skyldes nettverket (derfor til fononene), men til andre interaksjoner (elektronisk, magnetisk, begge, ...). Andre tilbyr helt nye modeller. Emnet er fremdeles åpent ...
Noen fysikere definerer konvensjonelle superledere som de som er godt beskrevet av BCS-teorien. Andre, mer spesifikke, definerer dem som å ha en Cooper parformasjonsmekanisme som involverer samspillet mellom elektroner og fononer.
Vi lyktes nylig (2015) med å finne konvensjonelle superledere med høy kritisk temperatur (203 K eller -70 ° C), men med et veldig høyt trykk i størrelsesorden en million bar .
Ukonvensjonelle superledere (noen ganger kalt "eksotiske" eller "nye superledere") refererer til materialer som ofte kunstig syntetiseres i laboratoriet som ikke kan beskrives med BCS-teorien , eller hvis opprinnelse til superledningsevne ennå ikke er teoretisk forstått. De skiller seg fra konvensjonelle superledere, spesielt i mekanismen ved dannelsen av elektronparene, kjent som Cooper-par, som er ansvarlige for superledningsevnen.
Flere familier av materialer blir betraktet som ukonvensjonelle: tunge fermioner , organiske eller molekylære superledere ( Bechgaard-salter ), cuprates eller bilder . I 2017 enkeltkrystaller av superledende vismut er blitt demonstrert under 0,53 mK ved romtrykk, med en kritisk magnetisk felt anslått til 5,2 mT til -273,15 ° C . Vismutens superledningsevne kan ikke forklares med BCS-teorien fordi den adiabatiske tilnærmingen ikke er anvendelig for den, og utgjør problemet med superledningsevnen til materialer med lav bærertetthet og bestemt båndstruktur .
Enkelte materialfamilier utviser superledningsevne ved høyere temperatur enn legeringer eller metaller, men hvis opprinnelse er forklart av BCS-teorien : fullerener av AnC60-typen (hvor A er en alkali ), hvis kritiske temperatur stiger til 'ved 33 K , eller magnesiumdiborid MgB 2hvis kritiske temperaturen stiger til 39 K . De er derfor ikke i streng forstand av ukonvensjonelle superledere, men de skiller seg fremdeles fra konvensjonelle superledere.
De mest studerte ukonvensjonelle superledere til nå er cuprates, oppdaget av Johannes Georg Bednorz og Karl Alexander Müller i 1985 . Dette er keramiske oksider sammensatt av blandede oksider av barium, lantan og kobber med en kritisk temperatur på ca. 35 K ( −238 ° C ). Denne temperaturen var mye høyere enn de høyeste kritiske temperaturene som var kjent på den tiden ( -250,15 ° C ); denne nye familien av materialer ble kalt høytemperatur superleder . Bednorz og Müller fikk i 1987 den Nobelprisen i fysikk for sin oppdagelse.
Siden den gang har mange andre høytemperatur superledere blitt syntetisert. Allerede i 1987 ble superledningsevnen nådd over -196,15 ° C , kokepunktet for nitrogen , noe som er veldig viktig for teknologiske bruksområder fordi flytende nitrogen er mye billigere enn helium. Væske som måtte brukes til da. Eksempel: YBa 2 Cu 3 O 7T c = -181,15 ° C .
Den kritiske rekordtemperaturen er omtrent 133 K (-140 ° C) ved normalt trykk, og litt høyere temperaturer kan oppnås ved høyere trykk. Den nåværende forskningstilstanden gjør det ikke mulig å vite om vi en dag vil kunne skaffe et materiale basert på superledende kobber ved romtemperatur.
Egenskapen til superfluid helium til å lede varme uten tap har blitt tilskrevet lignende mekanismer; det sies å være en termisk superleder .
I juni 2019, et team av forskere fra New York University publiserer en artikkel i det vitenskapelige tidsskriftet Arxiv , før publikasjonen , der de kunngjør at de har oppdaget en ny form for superledningsevne, kalt "topologisk". Denne nye utviklingen av teorien er nært beslektet med Majorana-partikler , og kan tillate et betydelig fremskritt i mulighetene for informasjonslagring og datakraftens datakraft.
Produksjonen av superledende elektromagneter er absolutt den vanligste anvendelsen av superledningsevne. De finnes i feltene:
En superledende spole er koblet til nettverket via en reversibel AC-DC-omformer. Spolen leveres av likeretteren som gjør at energi kan lagres i formen ½ L × I 2 . Om nødvendig (linjefeil) overføres energien som er lagret i den superledende spolen tilbake til installasjonen via omformeren. I Frankrike ble de største prototypene (flere hundre kJ) produsert i Grenoble , i avdelingen Kondensert materiale - lave temperaturer ved Institut Néel ved hjelp av partnere som DGA og Nexans.
Levitasjonsegenskapen til superledere kan også brukes til å lagre energi . Dette er tilfelle med akkumulatorer av roterende kinetisk energi (med svinghjul , på engelsk svinghjul ). I disse applikasjonene er et magnethjul plassert i sveving over en superleder. Hjulet roteres (ideelt i vakuum for å minimere friksjon) ved hjelp av en motor (ladefase). Når hjulet er “lastet”, beholder det energi i form av rotasjonskinetisk energi, med lite tap, siden det nesten ikke er friksjon. Energi kan gjenvinnes ved å bremse hjulet.
SMES ( Superconducting Magnet Energy Storage ) og svinghjul er derfor to teknologiske løsninger som kan erstatte et tradisjonelt batteri , selv om det er energiintensivt å opprettholde kryogene temperaturer.
For å oppnå kontrollert termonukleær fusjon: tokamaks eller stellaratorer er toroidale innhegninger der plasmas er begrenset under betydelig trykk og temperatur.
Superledningsevne brukes også til fremstilling av akselerasjoner med radiofrekvens, som gjør det mulig å lagre og forsterke det elektriske feltet som skal akselerere strålen til ladede partikler. For å kunne oppnå akselerasjonsfelt i størrelsesorden 45 MV / m (nesten 100 MV / m nær overflaten), må en radiofrekvensbølge injiseres i hulrommet. Aktuelle tetthet av størrelsesorden 10 10 til 10 12 A / m 2 sirkulere på den indre overflaten av hulrommet og føre til at veggene til å varme opp. Vi kunne ikke oppnå så høye felt kontinuerlig med en normal leder: veggene begynte å smelte. I radiofrekvens er motstanden til en superleder ikke strengt null, men den forblir omtrent 100 000 ganger lavere enn kobber, derav hovedinteressen til denne teknologien for å akselerere hulrom. Men dette er ikke den eneste fordelen: bruken av superledende hulrom påvirker også utformingen av gasspedalen og kvaliteten på de oppnådde bjelkene. For eksempel forenkler deres mer åpne former justering av bjelken; når dette må gjøres over flere titalls kilometer, blir det et betydelig argument.
Et materiale er et nettverk av atomer. Hvis vi, i stedet for atomer, nettverker små superledende kretser, er sluttresultatet et metamateriale , hvis egenskaper er overraskende.
Som et resultat av arbeid utført av Ado Jorio om spredning av lys i forskjellige materialer (ved Federal University of Minas Gerais i Belo Horizonte , Brasil), ble superledningsevne-lignende oppførsel observert med fotoner, noe som tyder på en mulig sammenheng mellom lysspredning, kondensert materiefysikk og kvanteoptikk . I dette tilfellet, i stedet for " Cooper-par " av elektroner, ble par av fotoner observert (ved romtemperatur når lys passerer gjennom en rekke gjennomsiktige væsker, inkludert vann ). De er vanskelige å observere, men ifølge André Saraiva vil dette være et hyppig fenomen. En foton kan miste energi til materialets atomer som vibrerer. Hvis en annen foton umiddelbart absorberer denne vibrasjonsenergipakken, blir de to fotonene indirekte "koblet", den ene får energien tapt av den andre. Graden av parallellitet av dette fenomenet med superledningsevne og dens virtuelle fononer er ennå ikke klarlagt. Og siden fotoner samhandler mye mindre med omgivelsene enn elektroner, bør dette fenomenet a priori ha mer diskrete effekter enn i tilfelle elektroner; det ga raskt opphav til spekulasjoner. I følge en matematisk modell etablert av forskere ved UFRJ, når fotoner samhandler på denne måten, vil deres oppførsel være identisk med Cooper-parene i superledere. Bevis for eksistensen av disse parene ble oppnådd ved å analysere effekten av laserpulser ved romtemperatur i vann og syv andre gjennomsiktige væsker. Disse parene er ti ganger flere enn hva som bare skyldes tilfeldigheter.
Det gjenstår å bekrefte fenomenet ved å gjengi eksperimentet og sammenligne det med kunnskapen som er tilgjengelig innen kvanteoptikk og kondensert materiellfysikk.
Hvis det er bekreftelse, vil det bli mulig å produsere " sammenfiltrede " fotoner ved romtemperatur og for eksempel fra vann. Sistnevnte kan kanskje under visse omstendigheter danne overstrøm som tillater lys å passere bedre gjennom visse materialer (for eksempel til fordel for mer effektiv kvantekommunikasjon i fremtidens datamaskiner). De kan da også brukes til å "avsløre for øyeblikket usynlige egenskaper til et materiale" og til forskjellige bruksområder (inkludert kvante- og datamaskinkryptografi).