Обычный магнит заставляет стрелку компаса поворачиваться, но не мешает ей двигаться вперёд. А если магнитное поле скрутить в узел, оно может запереть частицу на месте, как ловушка. Такое явление называется «клеткой Ааронова–Бома»: волны частицы гасят друг друга в одних точках и усиливают в других, оставляя ей лишь крошечные «островки» для жизни.
Раньше такие клетки строили только из простых полей, похожих на ровные ряды забора. Теперь физики из Китая и США собрали клетку из «неабелевых» полей — это поля, которые не переставляются местами, как непослушные шестерёнки. Для этого они взяли один ион иттербия, подвешенный в вакууме, и заставили его внутренние уровни энергии играть роль дополнительных измерений. Лазерные импульсы создали вокруг иона решётку в форме ромба, где частица может прыгать между узлами.
Опыт показал, что неабелева клетка ведёт себя хитрее обычной: частица может «чувствовать» сразу несколько путей, и эффекты второго порядка (слабые, но заметные) проявляются в виде асимметрии. Например, ион, запертый в одной части ромба, всё же «дышит» — его волновая функция слегка вытекает в соседние узлы, но не дальше. Это открывает дорогу к моделированию экзотических квантовых состояний, которые невозможно получить в обычных материалах.
Ион в ловушке — как одинокий музыкант, который по нотам лазеров исполняет симфонию, недоступную целому оркестру атомов. И теперь в его репертуаре появилась пьеса, где ноты не переставляются местами — и от этого мелодия становится неуловимой.
Ион иттербия в эксперименте висел в вакууме при температуре на несколько милликельвинов выше абсолютного нуля — холоднее, чем в открытом космосе.
Идея «клетки» из магнитных полей напоминает ловушки для призраков в романе «Пикник на обочине» — только здесь ловушка не из артефактов, а из лазерных лучей.