Lorsqu'on refroidit un cristal de manganèse, ses atomes commencent à vibrer en rythme avec l'ordre magnétique — comme des cordes qui se tendent lorsque les petits aimants voisins s'alignent. Un faisceau laser réfléchi par un tel cristal change de couleur, et ce décalage permet d'entendre comment l'ordre magnétique pince le réseau atomique.
Dans deux cristaux très similaires — Mn4Nb2O9 et Mn4Ta2O9 — les scientifiques ont remarqué que les vibrations des atomes changent dès 223 kelvins (environ -50°C), lorsque l'ordre magnétique commence tout juste à se former. Et lors de l'ordre magnétique complet (120 K et 110 K), certaines vibrations se décalent brusquement en fréquence. C'est le signe que le réseau cristallin s'est légèrement déformé — comme un cadre en bois qui gondole à cause de l'humidité.
En comparant les cristaux de manganèse avec ceux de cobalt, les auteurs ont constaté que chez le manganèse, le réseau est plus déformé, bien que les bandes interdites (les barrières d'énergie pour les électrons) soient presque identiques. Cela signifie que le lien entre magnétisme et électricité ne dépend pas seulement de la taille des atomes, mais aussi de la façon dont leurs nuages électroniques se chevauchent. De tels matériaux pourraient être utiles dans des capteurs où le champ magnétique est converti en signal électrique.
La température de 223 K est d'environ -50°C, comme lors d'une nuit glaciale en Yakoutie. À cette température, le cristal commence déjà à « chuchoter » magnétiquement, bien que l'ordre complet ne s'établisse qu'à -163°C.