Supraledning är en fullständig förlust av elektriskt motstånd. Supraledare är inte bara mycket bra metaller:de representerar ett fundamentalt annorlunda elektroniskt tillstånd. I normala metaller, elektroner rör sig individuellt, och de kolliderar med defekter och vibrationer i gallret. I supraledare, elektroner är sammanbundna av en attraktionskraft, vilket gör att de kan röra sig tillsammans på ett korrelerat sätt och undvika defekter.

I ett mycket litet antal kända supraledare, uppkomsten av supraledning gör att spontana elektriska strömmar flyter. Dessa strömmar skiljer sig mycket från dem i en vanlig metalltråd:de är inbyggda i supraledarens jordtillstånd, och så kan de inte stängas av. Till exempel, i ett ark av ett supraledande material, strömmar kan dyka upp som flyter runt kanten, som visas i figuren.

Detta är en mycket sällsynt form av supraledning, och det indikerar alltid att den attraktiva interaktionen är något ovanligt. Sr ₂ RuO ₄ är ett känt material där denna typ av supraledning tros förekomma. Även om övergångstemperaturen är låg—Sr ₂ RuO ₄ supraledare endast under 1,5 Kelvin — anledningen till att den överhuvudtaget överleder är helt okänd. Att förklara supraledningsförmågan i detta material har blivit ett stort test av fysikers förståelse av supraledning i allmänhet. Teoretiskt sett det är mycket svårt att få spontana strömningar hos Sr ₂ RuO ₄ från standardmodeller för supraledning, och så om de bekräftas kan en ny modell för supraledning – en attraktionskraft som inte syns i andra material – krävas.

Sättet som dessa elektriska strömmar detekteras är subtilt. Subatomära partiklar som kallas myoner implanteras i provet. Spinn av varje myon precesserar sedan i vilket magnetfält som än finns vid myonstoppstället. I själva verket, myonerna fungerar som känsliga detektorer av magnetfält, som kan placeras inuti provet. Från sådana myonimplantationsexperiment har det visat sig att spontana magnetfält uppträder när Sr ₂ RuO ₄ blir supraledande, som visar att det finns spontana elektriska strömmar.

Dock, eftersom signalen är subtil, forskare har ifrågasatt om det verkligen är verkligt. Debut av supraledning är en stor förändring i de elektroniska egenskaperna hos ett material, och kanske dök denna subtila extrasignal upp eftersom mätapparaten inte var korrekt inställd.

I det här arbetet, forskare vid Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids, Dresdens tekniska universitet, och Paul Scherrer Institute (Schweiz) har visat att när enaxligt tryck appliceras på Sr ₂ RuO ₄ , de spontana strömmarna börjar vid en lägre temperatur än supraledningsförmågan. Med andra ord, övergången delas i två:första supraledning, sedan spontana strömmar. Denna splittring har inte tydligt påvisats i något annat material, och det är viktigt eftersom det definitivt visar att den andra övergången är verklig. De spontana strömmarna måste förklaras vetenskapligt, inte som en konsekvens av ofullständig mätning. Detta kan kräva en stor omskrivning av vår förståelse av supraledning.