Тонкая плёнка из никелата неодима — это слой толщиной всего пятнадцать нанометров, в тысячи раз тоньше человеческого волоса. При низкой температуре она не проводит ток, потому что электроны заперты в своих местах. Но если ударить по ней лазерным импульсом, который длится 30 фемтосекунд, то есть 30 миллионных долей миллиардной доли секунды, она вдруг начинает проводить ток, как металлическая проволока.
Раньше считалось, что проводимость и порядок атомов меняются вместе, как два колеса одной телеги. Этот эксперимент показал, что колёса могут крутиться по отдельности. Электроны начинают свободно двигаться, а атомы остаются на своих местах. Это как если бы танцор сменил темп, но не позу: ноги двигаются быстрее, а корпус застыл.
Чтобы полностью перестроить атомный узор, нужен гораздо более мощный лазерный импульс. Для перехода в металл достаточно энергии 0,64 миллиджоуля на квадратный сантиметр, а для изменения формы решётки — 2,3 миллиджоуля. Разница почти в четыре раза. Это открытие может помочь создавать сверхбыстрые переключатели, которые управляются светом и не тратят энергию на перестройку атомов.
Температура перехода в NdNiO3 составляет около 180 K, что лишь немного выше температуры кипения жидкого азота (77 K), поэтому для наблюдения эффекта достаточно стандартного криостата.
Идея материала, который меняет проводимость, но сохраняет кристаллическую структуру, напоминает концепцию «фазовых переходов без изменения формы» из научной фантастики, например, в романе Айзека Азимова «Сами боги», где вещество может переходить в состояние с иными свойствами без видимых изменений.