В кастрюле с кипящей водой пузырьки пара то появляются, то исчезают — похожая борьба идёт в двумерных материалах. Здесь электроны одновременно и создают магнетизм, и пытаются его погасить. Это явление называют решёткой Кондо: магнитные моменты атомов (крошечные стрелки) то выстраиваются в антиферромагнитный порядок — стрелки соседей смотрят в противоположные стороны, — то экранируются облаком электронов проводимости, образуя «тяжёлые» частицы с большой эффективной массой. Какое состояние победит, зависит от силы связи между ними.
Авторы работы поместили такую двумерную плёнку в оптический резонатор — два параллельных зеркала с зазором в доли микрона. Внутри даже в полной темноте не бывает абсолютной тишины: там постоянно рождаются и исчезают виртуальные фотоны — вакуумные флуктуации электромагнитного поля. Они-то и становятся третьим игроком. Расчёты показали, что флуктуации, поляризованные вдоль плёнки (как свет в щели из гексагонального нитрида бора), действуют как клей для электронов и магнитных моментов: они усиливают экранирование и расширяют область «тяжёлых» частиц. А если поляризация поперечная — эффект обратный, и магнетизм получает преимущество.
Получается, что сама геометрия световой ловушки и направление поляризации поля работают как ручка настройки. Поворачивая её, можно без единого прикосновения к материалу переключать его из магнитного состояния в немагнитное и обратно. Это напоминает ситуацию, когда один и тот же кусок теста становится то рыхлым хлебом, то плотным кексом — в зависимости от того, насколько сильно его взбивают. Только здесь «взбивает» не повар, а квантовый вакуум.
В резонаторе шириной в несколько микрон давление вакуумных флуктуаций может достигать ощутимых величин — его хватает, чтобы сдвинуть микроскопическое зеркальце.
Идея управлять свойствами вещества одним лишь вакуумом перекликается с «нуль-полем» из романов Айзека Азимова, где пустота становилась источником бесконечной энергии.