Гитарная струна продолжает дрожать даже после того, как музыкант отпустил её, — и это дрожание меняет звук, который слышит слушатель. Примерно так же ведут себя магнитные моменты в кристалле: они выстраиваются в строгий антиферромагнитный порядок (соседи смотрят в разные стороны), но при этом никогда не замирают полностью. Их коллективные колебания называются магнонами, и они способны влиять на электроны, которые текут сквозь материал.

Когда учёные исследуют поверхность такого кристалла методом сканирующей туннельной микроскопии, они измеряют, как электроны просачиваются сквозь зазор между иглой и образцом. Если бы магнитный порядок был абсолютно застывшим, спектр отражённых электронов нёс бы только один характерный след — пик на определённом волновом векторе. Но авторы работы показали, что рассеяние электронов на магнонах добавляет новые черты: в спектре появляются боковые полосы — сателлитные пики. Это похоже на дополнительные обертоны, которые возникают, когда струна колеблется не как целое, а с изгибами.

Для описания эффекта исследователи учли, как электрон, взаимодействуя с магнитным моментом, может родить или поглотить магнон. Этот процесс меняет энергию электрона и приводит к появлению в туннельном спектре дополнительных структур — магнонных сателлитов. Их положение и интенсивность зависят от свойств магнонов, например от их жёсткости (спиновой жёсткости). Так, измеряя эти сателлиты, можно буквально услышать, как «звучит» магнитная решётка.

Статичная картина магнитного порядка — лишь половина правды. Динамика, рождённая тепловыми или квантовыми флуктуациями, оставляет отчётливый след в эксперименте. И этот след теперь можно не просто заметить, но и расшифровать — как музыкант различает тончайшие обертоны в звуке струны.