Настройка радиоприёмника на станцию, которая меняет частоту при пересечении границы фаз, — так можно представить задачу, стоявшую перед исследователями. В металле YbRh2Si2 электроны ведут себя как «тяжёлые» частицы: их эффективная масса в сотни раз больше массы свободного электрона. При температурах ниже 70 милликельвинов в этом материале возникает магнитный порядок, который можно разрушить магнитным полем всего 60 миллитесл — это примерно в сто раз слабее поля магнитика на холодильнике. Вблизи этой точки, называемой квантовой критической, свойства металла резко меняются, но большинство методов не могли заглянуть в эту область из-за технических ограничений.

Чтобы поймать сигнал, учёные создали сверхпроводящие резонаторы в форме меандра — извилистой полоски на сапфировой подложке размером всего несколько миллиметров. Они работают на частотах от 1,5 гигагерца, что соответствует длине волны около 20 сантиметров — примерно размер ладони. Благодаря этому резонаторы можно охлаждать до 40 милликельвинов и помещать в сильные магнитные поля. Три резонатора с разными основными частотами и их гармоники позволили покрыть широкий диапазон условий, как если бы радиоприёмник мог перестраиваться на множество станций одновременно.

Результаты оказались поразительными. В магнитной фазе при охлаждении g-фактор возрастает до 3,4, а ширина линии резонанса увеличивается более чем в десять раз. В парамагнитной ферми-жидкости g-фактор перестаёт зависеть от температуры, а ширина линии растёт пропорционально квадрату температуры, причём коэффициент коррелирует с эффективной массой электронов. В квантово-критическом режиме g-фактор меняется логарифмически, а ширина линии уменьшается при охлаждении, начиная с температуры, соответствующей энергии магнитного поля.

Самое важное наблюдение: при приближении к квантовой критической точке g-фактор непрерывно уменьшается и стремится к 2. Это значение характерно для свободных электронов, а значит, «тяжёлые» квазичастицы исчезают. Сопоставление температурной и полевой зависимостей g-фактора показало удивительное совпадение после сдвига частотной оси на 1,68 гигагерца, что соответствует резонансу при g=2 и критическом поле 60 миллитесл. Как будто радиоприёмник, настроенный на станцию «тяжёлых фермионов», при пересечении границы фаз теряет сигнал и начинает ловить станцию свободных электронов.

Этот результат подтверждает теоретическую концепцию пробоя Кондо: в точке квантового перехода локальные магнитные моменты перестают экранироваться электронами проводимости, и тяжёлые квазичастицы распадаются. Метод сверхпроводящих резонаторов можно применить к другим материалам с тяжёлыми фермионами, например β-YbAlB4, и проверить, действительно ли g-фактор сходится к 2 в самой критической точке. Так настройка радиоприёмника на станцию, которая меняет частоту, позволила услышать, как материя теряет свои привычные частицы на пороге абсолютного нуля.