Лестница, у которой перекладины — крошечные магнитики. Если соседние магнитики смотрят в противоположные стороны, лестница «спокойна». А если их заставить смотреть в одну сторону, вся конструкция намагнитится и станет «упрямой».
Учёные собрали такую лестницу из атомов германия — полупроводника, из которого делают транзисторы. Каждый атом — как магнит, а связи между ними можно настраивать, как натяжение струн. Меняя силу связей вдоль перекладин и вдоль боковых сторон, физики увидели, как лестница переходит из одного состояния в другое: от парных «спокойных» магнитиков к наклонным и, наконец, к полностью выстроенным в одну сторону.
Самое интересное: учёные смогли измерить не только пары магнитиков, но и целые четвёрки — как они влияют друг на друга. Это как подслушать разговор сразу четырёх человек, а не двух. Такие измерения раньше были невозможны для обычных материалов.
Теперь у физиков есть «конструктор» для квантового магнетизма. Можно собирать лестницы разной длины, менять связи и смотреть, как рождается порядок. Это шаг к созданию новых материалов с заданными свойствами — например, сверхпроводников, работающих при комнатной температуре.
Германий — близкий родственник кремния, и именно на германии был создан первый транзистор в 1947 году. Теперь этот же элемент помогает изучать квантовый магнетизм.