Охлаждение часто ассоциируется с наведением порядка: при замерзании молекулы воды выстраиваются в жёсткую кристаллическую решётку. Однако в квантовом мире снижение температуры способно порождать порядок куда более причудливый. В эксперименте, о котором пойдёт речь, учёные охладили поляритоны — гибридные квазичастицы, сочетающие свойства света и материи, почти до абсолютного нуля. Вопреки ожидаемому «застыванию», облако поляритонов начало «танцевать»: колебания всех частиц синхронизировались в едином ритме. Но затем этот коллективный танец спонтанно раздвоился — облако распалось на две пространственно разделённые области, каждая из которых колебалась в собственном темпе. Поведение обеих «танцплощадок» описывалось квантовой статистикой, разработанной Бозе и Эйнштейном. Наиболее неожиданным оказалось то, что температура каждой области определялась не внешним нагревом, а числом частиц в ней: чем теснее «толпа» поляритонов в сгустке, тем «горячее» танец. Эта связь между плотностью и эффективной температурой, обнаруженная вдали от теплового равновесия, указывает на универсальный принцип для неравновесных квантовых систем. В перспективе он может быть использован в устройствах, работающих на грани квантовых эффектов.
Поляритоны в миллиарды раз легче атомов, поэтому их охлаждение занимает мгновения даже при относительно «высокой» для квантового мира температуре.