Маятник раскачивается не в одной плоскости, а сразу в пяти измерениях. Его движение описывает сложная математическая модель, а сам он — это электрон в листе графена, который взаимодействует с пятью разными «сортами» окружающей среды. До сих пор просчитать такой маятник на компьютере было мучительно долго: каждый шаг требовал перебора огромного числа вариантов.

Группа физиков под руководством Ашиша Васвани разработала оптимизированный квантовый метод Монте-Карло (расчёт с использованием случайных чисел). Они «посадили» электрон на низший уровень Ландау — это как заставить маятник качаться только с одной разрешённой амплитудой, отбросив лишние движения. Такой трюк позволил моделировать системы размером до 140 магнитных ячеек на поверхности бублика (тора) и до 49 на сфере — рекордные величины.

Самое интересное произошло, когда учёные начали менять силу взаимодействия. При слабой связи пять «качелей» маятника двигались согласованно — это упорядоченная фаза. При сильной связи согласованность ломалась, и система становилась хаотичной. Между ними обнаружилась критическая точка — как граница между днём и ночью, где свойства меняются скачком. А если слегка нарушить симметрию между измерениями, точка превращается в мультикритическую, что напоминает фазовый переход в квантовых магнетиках между антиферромагнитным порядком (чередованием спинов) и состоянием валентных связей.

Пока не ясно, как именно выглядит эта жидкость в бесконечно большой системе: она не похожа ни на обычный изолятор, ни на конформную теорию поля (описание критических явлений). Но найденная мультикритическая точка отвечает на давний вопрос о глобальной структуре фазовой диаграммы модели. А новый вычислительный каркас открывает дорогу к систематическому исследованию других систем — от плоских зон в коррелированных материалах до дробного квантового эффекта Холла. Так маятник, начавший с пяти измерений, привёл физиков к универсальному инструменту для изучения квантового мира.