Если задеть гитарную струну точно посередине, она будет звучать только на нечётных обертонах — такой запрет накладывает симметрия колебаний. Аналогичный принцип работает в симметричных кристаллах: когда свет выбивает электроны, их ответное излучение содержит лишь нечётные гармоники. Но физики нашли способ обойти этот запрет, не сдвинув с места ни единого атома.

Ключ к решению — электрический ток. Пропуская ток через тот же кристалл, мы искажаем электронное облако, тем самым ломая симметрию системы. Чтобы проанализировать этот процесс, учёные применили стохастическое моделирование — метод, который отслеживает случайные прыжки электронов между атомами под действием контактов.

Эксперимент ставили на цепочке атомов с чередующимися связями — это модель SSH (модель Су–Шриффера–Хегера), подключённой к двум берегам с разной плотностью электронов. Возникал постоянный ток, и система переходила в неравновесное состояние. Хотя сам кристалл оставался симметричным с точки зрения расположения атомов, распределение электронов становилось несимметричным. В результате в излучении появлялись чётные гармоники — те самые, которые ранее были запрещены.

Это открытие даёт новый инструмент для сверхбыстрой спектроскопии — метода, определяющего свойства вещества по спектру излучения. Теперь, измеряя фотометрию (яркость) чётных гармоник, можно следить за токами в квантовых чипах с пикосекундной точностью и без вмешательства в их работу. Для масштаба: пикосекунда относится к секунде так же, как один день к тридцати тысячам лет.