Сначала — почему это вообще должно вас волновать. Вся современная электроника построена на одном принципе: управлять движением электронов. Быстрее, точнее, с меньшими потерями. Транзисторы, сенсоры, квантовые устройства — всё это зависит от свойств материалов, по которым бегут электроны. Но обычно один материал = одно поведение. Хочешь другое — бери другой материал.
А теперь представьте: один и тот же материал, который по команде переключается между двумя принципиально разными квантовыми режимами. Такого раньше, по сути, не было.
Команда учёных из Аргоннской национальной лаборатории и Северо-Западного университета обнаружила это свойство у соединения на основе никеля, серы и калия — KxNi4S2. Устроено оно как сэндвич: слои никеля и серы, между ними — калий. Ключевое открытие: если пропустить через материал электрический ток, калий можно «выдавить» из слоёв. Структура схлопывается — и электронные свойства радикально меняются. Причём процесс обратим — калий можно вернуть назад.
В полном состоянии материал демонстрирует так называемые плоские зоны — электроны в них ведут себя как тяжёлые и медленные. Когда калий удалён — появляются конусы Дирака, и те же электроны становятся лёгкими и сверхбыстрыми. Два противоположных режима в одном кристалле.
Что забавно — соединение изначально создавалось как кандидат в сверхпроводники. Сверхпроводником оно не стало, зато обнаружило совершенно неожиданное свойство.
Потенциальные применения — высокоскоростные транзисторы, адаптивные сенсоры и другие устройства, где нужно переключать электронную структуру на лету.