В куске обычного магнетика все электронные спины — крошечные магнитные стрелки — смотрят в одну сторону. Это строй солдат, повёрнутых лицом к командиру. Такой порядок называют коллинеарным альтермагнетиком. Но физики нашли способ заставить строй «танцевать»: с помощью двух лазерных лучей разного цвета, бьющих точно в такт друг другу, можно создать в материале новый тип магнитного узора.
Два лазерных луча с синхронизированными фазами (цвета соотносятся как 1:2) порождают в материале скрытый порядок, который нарушает симметрию пространственного отражения. Проще говоря, электронные стрелки начинают смотреть по-разному в зависимости от своего положения в кристалле — возникает «спиновая текстура». Этот эффект похож на то, как если бы на шеренгу солдат подействовали две волны команд: одна заставляет всех повернуть головы вправо, а другая — тех, кто стоит на чётных местах, наклонить их вперёд. В итоге строй приобретает сложный, но управляемый рельеф.
Практическая ценность — в возможности управлять спиновыми токами без магнитных полей и тяжёлых металлов. Обычно для этого нужны громоздкие электромагниты или редкие материалы. Здесь же достаточно двух световых пучков и обычного альтермагнетика, которых в природе много. Авторы работы также показали, что если ту же методику применить к симметричному магнетику, возникает аномальный спиновый ток — поток спинов без диссипации, то есть без лишнего нагрева. Это как раз то, о чём мечтают разработчики спинтронных чипов.
Двухцветное лазерное поле с соотношением частот 1:2 напоминает музыкальный интервал октавы — только в мире фотонов. Такая «оптическая октава» заставляет электроны колебаться ангармонически, что и рождает необычный магнитный порядок.
В романе «Конец детства» Артура Кларка пришельцы управляли материей с помощью полей. Похоже, мы учимся делать то же самое — светом перестраивать внутреннюю структуру магнетиков.