La piste de danse est remplie de gens qui bougent chacun pour soi. Soudain, une partie d'entre eux se met en couples – ils tournoient, sans presque remarquer les voisins, tandis que les autres s'alignent en chaînes. C'est à peu près ainsi que se comportent les atomes dans le métal CsCr₃Sb₅, l'un des représentants des métaux kagomé, dont le réseau cristallin évoque un panier tressé.
Lors du refroidissement, une onde de densité de charge apparaît dans ce matériau – les électrons et les atomes oscillent en synchronie, créant un motif ordonné. On savait déjà que le motif avait une période de 4×1, mais la disposition exacte des atomes restait une énigme. Les auteurs de l'étude ont déchiffré la structure : les atomes de chrome forment des paires serrées (dimères), séparées par des chaînes simples. Au sein de chaque paire, les spins – de minuscules aiguilles magnétiques – pointent en sens opposés, et cette interaction antiferromagnétique s'avère être la plus puissante du système.
Sous pression, la piste de danse semble se comprimer et les paires commencent à se dissocier. L'onde de charge et l'ordre magnétique disparaissent, et à leur place surgit la supraconductivité – le courant circule sans pertes. Le plus intéressant, c'est que l'état supraconducteur émerge d'un liquide « anormal », où les électrons se comportent différemment de ceux des métaux ordinaires. Les scientifiques soupçonnent que ce sont précisément les oscillations des paires magnétiques – leur rupture et leur reformation – qui aident les électrons à s'unir en paires de Cooper, nécessaires à la supraconductivité.
Cette découverte ajoute une touche nouvelle à la compréhension de la façon dont différents types d'ordre coexistent et se battent dans les matériaux complexes. Peut-être qu'à l'avenir, de tels systèmes permettront de créer des supraconducteurs fonctionnant à des températures plus élevées – il suffira de bien « régler » les danses des atomes.
Le nom « kagomé » vient de la culture japonaise : c'est le nom d'un motif de vannerie évoquant un treillis de triangles entrelacés. C'est exactement la forme de la couche d'atomes dans ces métaux.
Dans le roman « Blindness » de Peter Watts, des créatures extraterrestres utilisent des effets quantiques pour traiter l'information – un peu comme dans les métaux kagomé, où les électrons peuvent s'organiser collectivement en états exotiques.