В кристалле арсенида бора атомы танцуют неспешный танец. После короткого светового импульса решётка начинает колебаться, и эти колебания — фононы — перераспределяют энергию так неторопливо, словно каждый шаг отмерен заранее. Фононы здесь не просто переносят тепло, они сохраняют согласованность движений на десятки пикосекунд, и это резко отличает материал от привычных полупроводников.

Чтобы увидеть танец, физики направили на кристалл рентгеновские импульсы под разными углами. Каждый угол чувствителен к своему типу колебаний: поперечные волны, где атомы смещаются перпендикулярно движению, и продольные, где они сжимаются и растягиваются вдоль направления. Оказалось, поперечные колебания термализуются за 29,2 пикосекунды, а продольные — за 13,9. Для сравнения, в кремнии этот процесс занимает около 2 пикосекунд, а в алмазе — 4,4. Арсенид бора ведёт себя как танцор, который не хочет заканчивать выступление.

Но самое удивительное — когерентность. Два типа колебаний, на частотах 0,19 и 0,27 терагерца, продолжали осциллировать синхронно все 50 пикосекунд наблюдения, без заметного затухания. В теллуриде свинца такая согласованность исчезает почти полностью уже через 50 пикосекунд, в кремнии остаётся меньше половины, а в арсениде бора — практически всё. Этот танец не сбивается.

Раньше считалось, что после возбуждения решётка быстро приходит к общему равновесию, и все колебания перемешиваются. Теперь видно, что в арсениде бора отдельные моды живут своей жизнью гораздо дольше. Это прямое указание на слабое рассеяние фононов — ту самую причину, по которой материал проводит тепло лучше большинства кристаллов. Медленный танец атомов и есть секрет его исключительной теплопроводности.