إذا ألقيت حجرًا في بركة، ستنتشر دوائر على سطح الماء. في المغناطيسية也存在 موجات — لكن ما يهتز ليس جزيئات الماء، بل اتجاهات أسهم العزوم المغناطيسية للذرات. تُسمى هذه الموجات بالماغنونات (magnons)، ومن سلوكها يمكن فهم الكثير عن القوى غير المرئية بين الذرات.

في التجربة الجديدة، تم تمرير شعاع من النيوترونات عبر بلورات Na₂IrO₃ — وهو مركب من الصوديوم والإيريديوم والأكسجين. النيوترونات، مثل كرات مجهرية، ارتدت عن الذرات وفقدت طاقة، مما أثار الماغنونات. واتضح أن لهذه الموجات حدًا أدنى من الطاقة — فجوة مقدارها 1.7(1) ميلي إلكترون فولت. الأمر كما لو أن الدوائر على الماء لا يمكن أن تكون أصغر من حجم معين. تنشأ هذه الفجوة بسبب الترتيب المتعرج للعزوم المغناطيسية: الذرات لا تصطف بشكل مستقيم بل بشكل متعرج، ويجب على الموجة أن تتغلب على هذا النمط.

تثير هذه المواد اهتمام الفيزيائيين لأنها قد تحقق ما يسمى فيزياء كيتاييف (Kitaev physics) — وهو نوع خاص من الحالة المغناطيسية يشبه سائلًا كموميًا من المغازل. في مثل هذا السائل، لا تتجمد الأسهم المغناطيسية للذرات حتى عند الصفر المطلق، بل تظل تتأرجح باستمرار. Na₂IrO₃ و α-RuCl₃ هما مرشحان لهذا الدور، لكن سلوكهما يختلف بسبب إشارة التفاعلات بين الذرات المتجاورة. تساعد البيانات الجديدة في تحسين النموذج: في Na₂IrO₃ يكون التبادل بين الجيران الأقرب مضادًا للمغناطيسية (antiferromagnetic)، بينما في α-RuCl₃ يكون فيرومغناطيسيًا (ferromagnetic). هذا مثل الفرق بين نابضين: أحدهما يدفع الأسهم المتجاورة في اتجاهين متعاكسين، والآخر يدفعها في نفس الاتجاه.

فهم مثل هذه المواد قد يؤدي إلى تطوير تقنيات كمومية جديدة، حيث تُخزن المعلومات وتُعالج باستخدام المغازل بدلاً من الشحنات. هذه أبحاث أساسية حاليًا، لكن كل تجربة دقيقة تقربنا من التحكم في الحالات المغناطيسية على المستوى الذري.