Un carrelage ordinaire suit un motif répétitif. Mais les atomes peuvent faire mieux : dans certaines conditions, ils composent seuls une mosaïque complexe dont le motif ne se répète jamais, à la manière des panneaux de faïence ancienne.
Dans une expérience récente, deux sortes d'atomes, refroidis jusqu'à former une onde commune (phénomène prédit par Einstein), ont été piégés dans une intersection de faisceaux laser. Lorsque leur répulsion mutuelle est devenue forte, la photométrie et la spectroscopie impulsionnelle ont révélé un motif à symétrie d'ordre huit. C'est la signature d'un quasi-cristal : une structure où l'ordre existe mais ne se répète pas, contrairement à un réseau cristallin.
Un cristal ordinaire, comme un papier peint, est constitué de cellules identiques. Le quasi-cristal, lui, ressemble à une mosaïque où aucun fragment ne se répète exactement, mais où l'ensemble reste harmonieux. La stabilité d'une telle mosaïque atomique exige un nombre égal d'atomes des deux sortes. Le moindre déséquilibre détruit le motif. Du point de vue de l'entropie, le système perd d'abord sa régularité, puis trouve un mode d'empilement plus subtil. Le plus surprenant : de tels motifs, considérés comme une abstraction mathématique, ont d'abord été découverts dans des météorites, et maintenant on les crée en laboratoire avec seulement de la lumière et du froid.
La symétrie d'ordre huit est interdite pour les cristaux ordinaires, aussi les quasi-cristaux, obtenus pour la première fois en 1982, ont-ils fait sensation. Plus tard, on en a trouvé dans des météorites, prouvant que la nature sait créer l'impossible.