نظامان في بلورة واحدة سريع
فسيفساء من المربعات والمثلثات تغطي الأرضية دون فراغات، لكنها لا تترتب في نمط متكرر بسيط. هذا النمط هو بلورة شبه دورية، وهي مادة صلبة حيث لا تكون الذرات مرتبة بشكل دوري، بل بنمط من عدة موجات ذات أطوال مختلفة. هذه الموجات غير قابلة للقياس مع بعضها البعض، وتعمل معًا على خلق نظام بعيد المدى.
في البلورات العادية، أي إزاحة للذرات تولد موجات صوتية — فونونات. البلورات شبه الدورية أكثر تعقيدًا: بسبب التنافس بين متجهين موجيين، ينشأ نوعان من الاهتزازات في آن واحد. الفونونات تُزيح الشبكة بأكملها، بينما الفازونات تجعل الموجات تنزلق بالنسبة لبعضها البعض. اكتشف مؤلفو المقال أنه في بلورة شبه دورية أحادية البعد يمكن كبت اهتزازات متجه واحد فقط — وكأنه يتجمد — بينما يستمر المتجه الآخر في الاهتزاز بحرية. في النهاية، ينشأ نظام بعيد المدى حقيقي على طول محور واحد، بينما على طول المحور الآخر لا يوجد سوى نظام شبه بعيد، يشبه ما يحدث في البلورات ثنائية الأبعاد عند درجة حرارة محدودة.
لرؤية هذا السلوك، يُقترح استخدام ذرات فائقة البرودة في تجاويف بصرية. تُبرَّد الذرات إلى ما يقارب الصفر المطلق وتوضع بين مرايا، حيث يخلق الضوء لها جهدًا دوريًا. بضبط معاملات الليزر، يمكن الحصول على موجات متنافسة وملاحظة كيف تفقد إحداها حركتها. هذه الآلية هي سمة استثنائية للبلورات شبه الدورية فقط، ولا يوجد لها نظير في الفيزياء البلورية العادية.
في البلورات العادية، عند خفض درجة الحرارة، تخمد الاهتزازات الحرارية في جميع الذرات في وقت واحد. أما في البلورة شبه الدورية، فيمكن لنمط واحد أن يتجمد بينما يحتفظ الآخر بتموجات كمية حتى بالقرب من الصفر المطلق.
في رواية «أناثيم» لنيل ستيفنسون، تُذكر «البلورات غير الدورية» — وهي بنى تخزن المعلومات في نظام غير دوري. التأثير الموصوف هنا يشبه «تجميدًا» انتقائيًا لطبقات معلوماتية منفصلة.