Sotto la normale teoria della banda elettronica, Gli isolanti Mott dovrebbero condurre l'elettricità, ma non a causa delle interazioni tra i loro elettroni. Ma ora, gli scienziati del RIKEN Cluster for Pioneering Research hanno dimostrato che gli impulsi di luce potrebbero essere utilizzati per trasformare questi materiali oltre i semplici conduttori in superconduttori, materiali che conducono elettricità senza perdita di energia. Questo processo avverrebbe attraverso un tipo non convenzionale di superconduttività noto come "eta pairing".

Utilizzando simulazioni numeriche, i ricercatori hanno scoperto che questo tipo non convenzionale di conduttività, che si ritiene avvenga in condizioni di non equilibrio in materiali fortemente correlati come cuprati ad alta Tc e ferro-pnictides, nasce a causa di un fenomeno noto come eta pairing. Questo è diverso dalla superconduttività osservata negli stessi materiali fortemente correlati in condizioni di equilibrio, e si pensa che coinvolga interazioni repulsive tra alcuni elettroni all'interno della struttura. È anche diverso dalla superconduttività tradizionale, dove il fenomeno si manifesta per interazioni tra elettroni e vibrazioni della struttura cristallina, inducendo mutue interazioni tra gli elettroni attraverso le vibrazioni e superando così la repulsione tra gli elettroni.

Trenta anni fa, il fisico matematico Chen-Ning Yang originariamente propose l'idea di eta-pairing, ma poiché era un concetto puramente matematico, era inteso come un fenomeno virtuale che non avrebbe avuto luogo nel mondo reale. Ma per il presente studio, i ricercatori hanno utilizzato dinamiche di non equilibrio per analizzare l'effetto degli impulsi di luce su un isolante Mott, e ha scoperto che l'effetto si sarebbe effettivamente verificato nel mondo reale. "Ciò che è interessante, " dice il primo autore Tatsuya Kaneko, un ricercatore post-dottorato presso il Cluster RIKEN per la ricerca pionieristica, "è che i nostri calcoli hanno mostrato che questo avviene sulla base della bellissima struttura matematica che Yang e i suoi seguaci hanno formulato tanti anni fa."

Secondo Seiji Yunoki, che ha guidato il gruppo di ricerca, "Questo lavoro fornisce nuove intuizioni non solo sul fenomeno delle dinamiche di non equilibrio, ma potrebbe anche portare allo sviluppo di nuovi superconduttori ad alta temperatura, che potrebbe essere utile nelle applicazioni. Ciò che resta è eseguire esperimenti reali con gli isolanti Mott per verificare che questo processo abbia effettivamente luogo".