Сверхтекучий газ — это квантовое состояние вещества, в котором атомы ведут себя как единое целое, подобно толпе людей, идущих в ногу: каждый атом «знает» направление движения и не выбивается из общего ритма. Но у этой квантовой толпы есть три «долины» — три разрешённых квантовых состояния, соответствующих разным направлениям коллективного движения. В новом эксперименте физики создали энергетический перекос, сделав одну из долин чуть более выгодной, и наблюдали, как система «мечется» между этими состояниями.

Оказалось, что при небольшом перекосе две «проигравшие» долины начинают осциллировать в противофазе: когда одна долина набирает атомы, другая их теряет. Это напоминает два сообщающихся сосуда: сколько «жидкости» прибыло в одном, столько убыло из другого. Когда же перекос усилили, одна из долин неожиданно «заперлась»: её колебания стали напоминать маятник в узкой воронке — он качается туда-сюда, но не может вырваться за пределы потенциальной ямы.

Учёные построили упрощённую теоретическую модель, которая объясняет это поведение: три долины обмениваются атомами парами, и этот обмен задаёт эффективную жёсткость всей квантовой системы. Когда жёсткость мала, барьеры между долинами «размягчаются», и атомы свободно туннелируют между состояниями. Когда жёсткость велика, одна долина превращается в ловушку — и атомы в ней колеблются, как грузик на пружинке. Такие измерения открывают новый способ заглянуть в скрытую жизнь квантовых жидкостей, где порядок и беспорядок постоянно конкурируют друг с другом.