Струна звучит идеально чисто, пока её не тронет сквозняк. Примерно так работает суперрадиантный лазер: пучок атомов, заранее заряженных энергией, пролетает сквозь комнату из двух зеркал — оптический резонатор (ловушку, где свет мечется туда-сюда). Атомы дружно отдают запасённый свет, и рождается луч с чрезвычайно стабильной частотой — такой хоть в атомные часы ставь. Но авторы новой работы обнаружили, что эта идиллия не вечна.

Если время жизни света в резонаторе сделать намного короче времени жизни возбуждённых атомов, лазер срывается в хаос. Интенсивность луча перестаёт быть ровной и начинает плясать — то вспыхивает, то гаснет, словно пламя свечи на ветру. Исследователи вывели чёткое условие такой нестабильности: она возникает, когда фотоны вылетают из резонатора быстрее, чем атомы успевают «успокоиться». В этом режиме лазер напоминает кастрюлю с закипающей водой: снизу подогрев (атомы), сверху охлаждение (потери света) — и конвективные ячейки Бенара, знакомые по физике турбулентности, здесь тоже появляются.

Но есть и хорошая новость: если атомов очень много, лазер входит в режим регулярной самопульсации — ритмичных вспышек, похожих на сердцебиение. Практикам это даёт двойную выгоду: можно либо избегать опасной зоны и сохранять идеальную стабильность для оптических часов, либо намеренно загнать лазер в хаос и превратить его в лабораторию для изучения турбулентности. Ведь здесь, в отличие от жидкости, каждый фотон на счету, и можно разглядеть то, что в бурном потоке воды ускользает. А струна, с которой всё началось, продолжает звучать — только теперь её музыка может быть и нежной, и бурной, в зависимости от того, как сильно дует сквозняк.