Представьте себе две команды строителей, которые по-разному укладывают кирпичи: одна делает треугольную кладку, другая — длинные полосы. В квантовом газе из атомов диспрозия, охлаждённом до 62 нанокельвинов, физики впервые увидели, как эти два узора конкурируют. Атомы диспрозия — одни из самых магнитных в таблице Менделеева, поэтому они чувствуют друг друга на расстоянии, как крошечные магнитики. Это дальнодействие и заставляет их выстраиваться в упорядоченные структуры.

Учёные меняли два параметра: силу взаимодействия атомов, управляя магнитным полем, и наклон магнитных моментов, поворачивая их от 0 до 70 градусов. При малых углах наклона капли собирались в треугольную решётку — как пузырьки на поверхности воды. Когда диполи наклоняли сильнее, капли вытягивались в полосы, бегущие вдоль направления наклона. Переход между узорами не был резким: в промежуточной области параметр порядка, который показывает, какой узор доминирует, сильно колебался. Статистика этих колебаний была необычной — она указывала на критическое поведение, знакомое по фазовым переходам, например, когда вода превращается в пар.

Оба узора существовали и в сверхтвёрдом режиме, когда атомы движутся согласованно, и в изолирующем, когда эта согласованность теряется. Проверить это удалось, выпуская газ из ловушки и наблюдая интерференционные полосы — они воспроизводились от опыта к опыту, как отпечатки пальцев. Раньше теория предсказывала много разных узоров, но эксперимент отставал. Теперь два главных конкурента встретились в одной ловушке, и это открывает путь к изучению того, как сверхтекучесть переплетается с перестройкой кристаллического порядка. Следующий шаг — послушать, как эти структуры колеблются: треугольные и полосовые сверхтвёрдые тела должны звучать по-разному.