Клетка из шестидесяти атомов углерода, похожая на футбольный мяч, впускает внутрь маленькие молекулы. Углеродные шарики-фуллерены уложены в кристалл, как апельсины в ящике, — между ними остаются пустоты. В эти пустоты при нагреве до 570 градусов Цельсия и давлении в 30 атмосфер проник водород. Часть молекул прилипла к шарикам снаружи, как репейник к одежде. Получилось вещество, похожее на смазанный водородом футбольный мяч.
После охлаждения до 20 кельвинов (минус 253 градуса Цельсия) образцы засветились. Свет родился из-за того, что электроны в новом веществе перепрыгивают между уровнями энергии, как шарик между ступеньками лестницы. Свечение оказалось синим — короче по длине волны, чем у чистого фуллерена. Такой сдвиг цвета, как посиневшее небо на закате, говорит о том, что к шарику присоединилось мало атомов водорода — всего несколько на молекулу.
С азотом всё вышло иначе. При 720 градусах Цельсия атом углерода в клетке заместился атомом азота, и две такие клетки соединились в прочную пару. Эта пара светится в инфракрасном диапазоне с энергией 1,53 электронвольта — как тёплый уголёк в костре. Её свет оказался самым ярким и задал тон всему свечению смеси новых веществ.
Так в одной работе удалось поймать два разных состояния: водородные мячики и азотные пары. Оба светятся при сильном холоде, и по их свету можно безошибочно узнать, что получилось в ходе реакции. Это как различать сорта яблок по цвету кожуры, не разрезая плод.
Фуллерен C60 — это молекула-клетка размером около нанометра, в которую можно поместить атом или маленькую молекулу. За открытие фуллеренов в 1996 году дали Нобелевскую премию по химии.