Un conducteur ionique ressemble à un bus bondé où les passagers (les ions) tentent de se frayer un chemin vers la sortie. On pensait auparavant que pour sortir rapidement, il fallait soit que le bus se balance doucement (réseau souple), soit que les passagers soient dans un désordre chaotique (désordre géométrique). Ces nouveaux travaux montrent qu'il ne s'agit pas de deux astuces différentes, mais d'une seule et même chose. Le balancement du bus et la bousculade des passagers font partie d'un même mécanisme.
Les auteurs ont pris un modèle mathématique où les ions et les atomes du réseau interagissent, et en ont éliminé le mouvement rapide des atomes eux-mêmes. Il en résulte une correction à l'énergie qui dépend de la façon dont les forces entre ions se projettent sur la rigidité du réseau. Sous forme simplifiée, cette correction se décompose en deux parties : une « adhérence » locale de l'ion à sa place et une influence non locale des ions les uns sur les autres via la déformation de tout le réseau. Ensemble, elles redessinent le paysage énergétique — comme si la carte des hauteurs pour les passagers changeait soudain parce que le plancher du bus s'est légèrement affaissé.
Les calculs sur deux matériaux réels — l'oxyde de lithium-lanthane-zirconium cubique (Li7La3Zr2O12) et le séléniure d'argent-chrome (AgCrSe2) — ont confirmé le tableau. Dans les deux cas, la correction prise en compte a abaissé les barrières énergétiques et a fait se déplacer les ions de manière plus coordonnée, par groupes. Il s'avère que la souplesse, le désordre et le mouvement collectif ne sont pas des phénomènes distincts, mais trois projections d'un même paysage réorganisé.
Cette vision unifiée change l'approche de la recherche de nouveaux conducteurs. Au lieu de choisir séparément un matériau souple et, séparément, un désordre approprié, on peut chercher des substances où la structure cristalline elle-même crée naturellement les deux effets. C'est comme concevoir un bus dont le plancher est spécialement légèrement élastique, aidant les passagers à sortir plus vite.
Dans le Li7La3Zr2O12 cubique, les ions lithium peuvent sauter entre des positions voisines jusqu'à un milliard de fois par seconde à température ambiante — à peu près comme les ailes d'un moustique en vol.
Dans le roman « Blindness » de Peter Watts, les extraterrestres utilisent des supraconducteurs solides à structure interne réorganisable — presque comme les matériaux décrits ici avec leur paysage énergétique « redessiné ».