Толпа людей на станции метро движется медленнее, чем одиночки: каждый мешает соседу. Похожая картина — в плотном облаке магнитных атомов, которые передают друг другу энергию. Раньше думали, что скорость передачи зависит только от свойств самих атомов. Оказалось, главный тормоз — взаимная расстройка: соседние атомы сдвигают энергетические уровни друг друга, и лишь те пары, у которых сдвиги совпали, могут обменяться энергией.

Это похоже на двух человек, которые хотят перекинуть мяч, но каждый стоит на своей ступеньке лестницы. Если ступеньки одинаковые — бросок лёгкий. Если нет — мяч не долетит. В атомном мире роль ступенек играют энергетические уровни. Когда атомы плотно упакованы, их уровни сдвигаются по-разному, и лишь малая часть пар остаётся «на одной ступеньке». Поэтому энергия идёт не сплошным потоком, а редкими перескоками.

Учёные вывели простое правило: время передачи энергии растёт с расстоянием не как квадрат, а гораздо быстрее — как расстояние в степени 4.5 в объёмных образцах. В плоских (двумерных) слоях атомов зависимость другая — степень 3. Оба числа вытекают из одной и той же идеи о накоплении расстроек. Это позволяет точнее предсказывать поведение сверхизлучающих лазеров, где такие атомные ансамбли используются как источник света.

Так что беспорядок в атомной толпе — не просто хаос. Он подчиняется строгому закону, который теперь можно записать одной формулой.