Dans une chaîne d'aimants atomiques, lorsqu'on refroidit fortement, ils s'alignent tous dans la même direction — c'est l'ordre. Quand on chauffe, ils pivotent dans tous les sens — c'est le chaos. En général, ces états se succèdent comme la fonte de la glace. Mais une nouvelle étude a découvert que l'ordre et le désordre peuvent coexister dans la chaîne. La cause : des règles de symétrie particulières, irréversibles, comme une porte qui ne s'ouvre que dans un seul sens. Une telle « porte » modifie le système, mais le retour en arrière est interdit sans changer les règles.

Au point de cette transition inhabituelle, deux paramètres principaux — l'alignement des aimants et leur degré de désordre — se découplent l'un de l'autre. Comme deux films sur un même écran qui ne se superposent pas, ils évoluent indépendamment. Cela ressemble à une pièce où le son et la lumière cesseraient soudainement de se mélanger. En appliquant une astuce mathématique qui tient compte de cette particularité, les scientifiques reproduisent toute une famille de points de bifurcation similaires, ouvrant la voie à des matériaux aux propriétés quantiques prédéfinies.

Ces règles unidirectionnelles ne sont pas que de la théorie : leurs manifestations sont déjà visibles dans certains matériaux quantiques. À la suite d'Emmy Noether, qui a montré que les symétries ordinaires engendrent des lois de conservation, les physiciens modernes découvrent que les symétries irréversibles produisent un « zoo » d'états exotiques, utiles pour les ordinateurs quantiques et les capteurs.