Замороженный оркестр, в котором музыканты меняются местами, когда дирижёр-магнетизм задаёт новую партитуру. В кристалле шпинели атомы железа и магния сидят в двух типах кресел: одни окружены четырьмя соседями, другие шестью. При комнатной температуре они лишь слегка шевелятся, но стоит охладить вещество до 5 К, как начинается массовое переселение. Теплового движения почти нет, а порядок меняется кардинально.

Нейтронный луч, пропущенный через порошок, показал картину этого переселения. Железо из кресел с четырьмя соседями перебирается в кресла с шестью, а магний движется в обратную сторону. При 200 К железо занимало 78% четырёхместных кресел, а при 5 К — все 100%. Это не случайная суета: атомы следуют новой партитуре, которую задаёт магнитное упорядочение.

Чтобы понять, кто дирижирует, учёные сравнили два опыта. В одном вещество охлаждали, в другом сжимали под давлением в алмазной наковальне. Сжатие дало противоположный результат: магний стал чаще занимать четырёхместные кресла. Значит, дело не в том, что решётка сжимается от холода. Движущая сила — магнитная связь между атомами.

Магнитные измерения подтвердили сложный сценарий. При охлаждении намагниченность дважды меняет характер: при 135 К и 90 К, а при 50 К материал становится жёстким магнитом с силой удержания 0.35 Тл. Каждый переход — как новый такт в партитуре, заставляющий атомы пересаживаться.

Оркестр замёрз, но музыка продолжается. Раньше считалось, что при криогенных температурах ионная диффузия в оксидах полностью заморожена из-за высоких энергетических барьеров. Теперь видно, что магнитный порядок способен двигать атомы даже в глубоком холоде. Практического применения пока не видно, но это меняет представление о стабильности материалов в космосе и в сверхпроводящей электронике.