В литературе сейчас активно обсуждается возможность спаривания носителей заряда в купратных ВТСП за счет их взаимодействия со спиновыми флуктуациями, то есть с магнитными степенями свободы. Для описания магнетизма купратных ВТСП обычно используют модель Гейзенберга, предполагая, что в родительской антиферромагнитной фазе электроны локализованы на ионах Cu2+. Экспериментально проверить такие теории нефононной сверхпроводимости, в принципе, можно измеряя спектры неупругого рассеяния нейтронов (INS, inelastic neutron scattering): изменение интенсивности INS-спектров при сверхпроводящем переходе дает количественную информацию об энергии спиновых флуктуаций, ответственных за спаривание носителей. Однако в подавляющем большинстве экспериментов абсолютная величина INS-интенсивности оказывается существенно меньше, чем ожидается из фундаментального правила сумм (проблема “потерянной” интенсивности). В работе [1] показано, что причина этого заключается в ковалентной природе связей Cu-O: сильная гибридизация орбиталей Cu(3d)-O(2p) приводит к образованию синглета Жанга-Райса, в котором волновая функция дырки локализована преимущественно на атомах кислорода, а не на атомах меди, как предполагается в упрощенных моделях типа Хаббарда. Авторы [1] детально исследовали магнитные возбуждения в родственном купратным ВТСП квазиодномерном соединении Sr2CuO3 (см. рис.), для которого недавно была разработана точная теория динамического спинового отклика.

Оказалось, что 3d-2p гибридизация действительно ведет к существенному изменению INS-интенсивности. Таким образом, ионная картина магнетизма (спины – на 3d-орбиталях ионов Cu2+) в купратах не работает. Фурье-анализ INS-спектров позволяет, помимо прочего, определить вид орбиталей Ванье, занятых неспаренными электронами в антиферромагнитном состоянии. Результаты этого анализа хорошо согласуются с численными расчетами.