Гитарная струна, задетая точно посередине, звучит только на нечётных обертонах. Тот же запрет действует в симметричных кристаллах: когда свет выбивает электроны, их ответное излучение содержит лишь нечётные гармоники. Но физики нашли способ обойти этот запрет. И не сдвинули с места ни единого атома.

Секрет — в электрическом токе. Если через тот же кристалл пропустить ток, электронное облако искажается, и симметрия ломается. Для анализа такого процесса учёные применили стохастическое моделирование — оно отслеживает случайные прыжки электронов между атомами под действием контактов.

Эксперимент ставили на цепочке атомов с чередующимися связями (модель SSH), подключённой к двум берегам с разной плотностью электронов. Возник постоянный ток, и система перешла в неравновесное состояние. Хотя сам кристалл оставался симметричным, распределение электронов стало несимметричным. В результате в излучении появились чётные гармоники.

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. (Пикосекунда относится к секунде так же, как один день к тридцати тысячам лет.)