В кристалле CrSBr магнитные моменты атомов внутри каждого слоя смотрят в одну сторону, а между слоями — в противоположные. Это похоже на партитуру, где ноты в соседних строках направлены в разные стороны. Такая мелодия держится до 132 кельвинов, а потом тепловое движение её разрушает. Физики нашли способ переписать партитуру: они обстреляли кристалл ионами гелия. Эти ионы оставляют дефекты — как будто в нотный лист вставили паузы, и ноты зазвучали иначе.
Чтобы услышать новую мелодию, исследователи направили на кристалл лазер и посмотрели, как меняется поляризация рассеянного света. В исходном материале одна из характеристик света резко меняется при 132 К, отмечая переход в антиферромагнитное состояние. В облучённых образцах появились два новых изменения: при 40 К и 105–110 К. Первое, вероятно, связано с упорядочением дефектов, второе — с новым магнитным порядком. Чем больше доза облучения, тем сильнее эти изменения. После двукратного облучения толстого образца материал полностью перестал быть антиферромагнитным и стал ферромагнитным — все спины выстроились в одну сторону. Раньше для этого нужны были сильные магниты, а теперь достаточно обстрелять кристалл гелием. Такой способ управления магнетизмом может пригодиться в электронике будущего.
Ионы гелия, используемые для облучения, — это те же альфа-частицы, которые испускаются при радиоактивном распаде, но здесь они служат инструментом точной модификации материала.
Идея управлять свойствами материалов с помощью облучения напоминает сюжеты научной фантастики, где радиация изменяет материю, однако здесь процесс контролируемый и воспроизводимый.