Chất siêu dẫn là vật liệu có thể dẫn điện với điện trở bằng không, thường chỉ ở nhiệt độ rất thấp. Hầu hết chất siêu dẫn hoạt động theo các quy tắc đã được thiết lập, nhưng strontium ruthenate, Sr₂RuO₄, lại gây khó hiểu kể từ khi tính chất siêu dẫn của nó được phát hiện vào năm 1994.

Sr₂RuO₄ được coi là một trong những chất siêu dẫn phi truyền thống sạch nhất, được nghiên cứu kỹ lưỡng nhất. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn tranh luận về cấu trúc và tính đối xứng chính xác của sự ghép cặp electron, tạo ra các đặc tính đáng chú ý của nó.

Một cách hiệu quả để xác định trạng thái siêu dẫn cơ bản là đo sự thay đổi nhiệt độ chuyển tiếp siêu dẫn (hay Tc), dưới tác động của biến dạng, vì các trạng thái siêu dẫn khác nhau phản ứng khác nhau khi tinh thể bị kéo giãn, nén hoặc xoắn.

Các thí nghiệm trước đây, đặc biệt là nghiên cứu siêu âm, cho thấy Sr₂RuO₄ có thể chứa trạng thái siêu dẫn hai thành phần, một dạng siêu dẫn phức tạp hơn, có thể hỗ trợ các hành vi kỳ lạ như từ trường nội tại hoặc nhiều miền siêu dẫn cùng tồn tại. Nhưng trạng thái hai thành phần thực sự được dự đoán sẽ phản ứng mạnh với biến dạng cắt.

Điều này truyền cảm hứng cho các nhà nghiên cứu từ Đại học Kyoto, sử dụng biến dạng để hiểu bản chất thực sự trạng thái siêu dẫn của Sr₂RuO₄. Nhóm nghiên cứu phát triển kỹ thuật cho phép họ áp dụng ba loại biến dạng cắt khác nhau lên tinh thể Sr₂RuO₄ cực mỏng. Biến dạng cắt là loại biến dạng làm dịch chuyển một phần của tinh thể sang một bên, tương tự như việc trượt phần trên của bộ bài so với phần dưới.

Mức độ biến dạng trong nghiên cứu được đo cẩn thận bằng cách sử dụng hình ảnh quang học độ phân giải cao xuống đến 30 độ K (−243 độ C). Phát hiện quan trọng: nhiệt độ siêu dẫn hầu như không thay đổi. Bất kỳ sự thay đổi nào trong Tc đều nhỏ hơn 10 millikelvin trên mỗi phần trăm biến dạng, thực tế là dưới ngưỡng phát hiện.

Kết quả này cho thấy biến dạng cắt hầu như không ảnh hưởng đến nhiệt độ mà tại đó Sr₂RuO₄ trở nên siêu dẫn. Nghiên cứu này giúp thu hẹp việc tìm kiếm lời giải thích chính xác về cách thức siêu dẫn xảy ra trong hợp chất này.

Tuy nhiên, điều khó hiểu vẫn còn: các phép đo siêu âm trước đây cho thấy rõ ràng một hiệu ứng mạnh mẽ liên quan đến biến dạng cắt, trong khi các phép đo biến dạng trực tiếp mới thì không. Việc hiểu tại sao hai phương pháp này lại không nhất quán với nhau hiện là câu hỏi lớn chưa có lời giải đáp.

Ngoài Sr₂RuO₄, kỹ thuật kiểm soát biến dạng được phát triển trong nghiên cứu này có thể được áp dụng cho các chất siêu dẫn khác thể hiện hành vi đa thành phần, chẳng hạn như UPt₃, cũng như các vật liệu khác có quá trình chuyển pha phức tạp.