В кристаллической решётке, напоминающей плетёную корзину, электроны иногда образуют пары и текут без сопротивления. Такой материал — сверхпроводник на основе кагоме-решётки — ведёт себя как капризный оркестр: стоит добавить немного титана, и дирижёрская палочка переходит от одного порядка к другому.
Исследователи взяли два состава сплава CsV3Sb5 с разным содержанием титана и облучили их мюонами — тяжёлыми родственниками электронов. Мюоны, попадая в материал, чувствуют магнитное поле и рассказывают о его внутренней структуре. Оказалось, что даже без внешнего магнитного поля в образцах самопроизвольно нарушается симметрия времени: как если бы стрелки часов вдруг пошли в разные стороны без видимой причины. Приложенное магнитное поле усиливает этот эффект, а связан он с зарядовым порядком — упорядоченным расположением электронной плотности.
Когда образцы сжали под давлением, температура перехода в сверхпроводящее состояние выросла, а сверхтекучая плотность увеличилась примерно в 2,5 раза. При давлении выше 1 ГПа анизотропное спаривание (разное по разным направлениям) сменилось изотропным — одинаковым во всех направлениях. Любопытно, что хотя зарядовый порядок в двух составах разный (дальний или ближний), сверхпроводящие отклики почти не отличаются. Значит, конкуренция между сверхпроводимостью и зарядовым порядком разыгрывается на очень малых расстояниях, не заботясь о глобальной упорядоченности.
Такой локальный характер конкуренции напоминает спор соседей за парковочное место: даже если весь квартал живёт по разным правилам, конфликт возникает у конкретного подъезда. Понимание этих микроскопических механизмов поможет создавать сверхпроводники с заданными свойствами.
Мюоны, использованные в эксперименте, живут всего 2,2 микросекунды, но за это время успевают рассказать о магнитных полях внутри вещества.
В романе «Задача трёх тел» Лю Цысиня инопланетяне разворачивают протон в многомерную структуру — отдалённо напоминающую сложные решётки, где электроны ведут себя необычно.