Un carrelage ordinaire forme un motif répétitif. Mais les atomes peuvent faire mieux : dans certaines conditions, ils assemblent seuls une mosaïque complexe dont le motif ne se répète jamais, comme sur les anciens panneaux de faïence.
Dans une expérience récente, deux sortes d'atomes, refroidis jusqu'à former une onde commune (phénomène prédit par Einstein), ont été piégés dans une croix de faisceaux laser. Lorsque leur répulsion mutuelle est devenue forte, les observations de luminescence et les mesures par impulsions 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 la mesure du désordre, le système perd d'abord sa régularité, puis trouve un mode d'empilement plus subtil. Le plus surprenant : de tels motifs, que l'on croyait être 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 ; c'est pourquoi les quasi-cristaux, obtenus pour la première fois en 1982, ont fait sensation dans le monde scientifique. Plus tard, ces structures ont été trouvées dans des météorites, montrant que la nature sait créer l'impossible.