Материал толщиной в один атом и рекордной чистоты — лишь один чужеродный атом на миллион — становится местом удивительного явления. При охлаждении почти до абсолютного нуля электроны внутри, словно музыканты оркестра, замирают в строгом порядке, образуя кристалл. Это состояние, предсказанное Юджином Вигнером почти век назад, теперь удалось детально рассмотреть.

Эксперименты с применением спектроскопии и фотометрии показали, что один падающий луч рождает сразу несколько откликов. Свет создаёт пары «электрон-пустота» (экситоны) и частицы-поляроны, которые, двигаясь сквозь упорядоченный кристалл, перераспределяют энергию — так, что даже «молчавшие» состояния начинают излучать. При этом энергия возникших лучей точно следует их импульсу, словно у самого света. Это похоже на оркестр, где резонаторы усиливают тихие инструменты, а мелодия обретает новые ноты.

Кристалл сохраняет упорядоченность до температуры 20–30 Кельвинов — для электронных кристаллов это аномально высоко. Такие эффекты открывают путь к сверхбыстрым оптическим переключателям и квантовым симуляторам.