Немногие части галактики так же холодны, как пространство внутри холодильной установки в лаборатории Тома Розенбаума. Температура в установке – круглом аппарате размером с комнату, оснащенном цилиндрами, – может опускаться до отметки лишь на несколько тысячных градуса выше абсолютного нуля. Это почти -459 градусов по Фаренгейту – в три тысячи раз холоднее, чем в самых отдаленных глубинах космоса. В течение двух дней жидкий азот и гелий циркулируют в холодильной установке, а затем три помпы, постоянно выдувающие газообразный гелий, опускают температуру до возможного предела. В отсутствие какого бы то ни было тепла атомы материи замедляют свое движение. При такой низкой температуре Вселенная бы остановилась. Такая установка – искусственный вариант ледяного ада.

Абсолютный нуль – наиболее «предпочтительная» температура для таких физиков, как Том Розенбаум. В свои 47 лет, будучи выдающимся профессором физики в Чикагском университете, а в прошлом главой института Джеймса Франка, Розенбаум входил в группу ведущих специалистов, занимавшихся исследованием пределов неупорядоченности в физике конденсированного состояния вещества – науке о внутренних процессах в жидкостях и твердых веществах, возникающих при нарушении их структуры [26]. В физике, если вы хотите узнать, как нечто себя ведет, проще всего поместить это нечто в неподходящие условия и посмотреть, что из этого получится. Нарушение структуры обычно достигается с помощью нагревания или воздействия магнитным полем, что позволяет увидеть, как интересующая нас субстанция будет реагировать, а также определить, какое направление вращения, или магнитной ориентации, выберут атомы.

Большинство коллег Розенбаума в сфере физики конденсированного состояния вещества занимаются симметричными системами, такими как кристаллические твердые вещества. Атомы таких веществ расположены в определенном порядке, как яйца в коробке. Но Розенбаума интересовали странные системы, изначально неупорядоченные – о них квантовые физики более традиционных взглядов презрительно отзывались как о «грязи». Розенбаум был убежден, что в «грязи» сокрыты тайны квантовой вселенной, неисследованной территории, по которой он увлеченно прокладывал курс. Ему нравилось раскрывать секреты спинового стекла – странных гибридов кристаллов, обладающих магнитными свойствами и технически относящихся к медленно движущимся жидкостям. В отличие от кристалла, чьи атомы движутся в одном направлении, атомы спинового стекла непредсказуемы и застывают в беспорядке.

Использование крайне низких температур позволило Розенбауму настолько замедлить атомы этих странных субстанций, что стало возможным детальное наблюдение и выявление их квантово-механической сущности. При температуре, близкой к абсолютному нулю, когда атомы практически неподвижны, вещества начинают приобретать новые общие свойства. Розенбаум пришел в восторг от недавнего открытия, что неупорядоченные при комнатной температуре системы демонстрируют постоянство, подвергшись охлаждению. Разрозненные атомы неожиданно начинают действовать согласованно.

Исследования группового взаимодействия молекул в различных обстоятельствах позволяют многое узнать о внутренней природе материи. Лаборатория Розенбаума показалась мне самым подходящим местом для начала моего собственного путешествия к открытиям. Там, при самых низких температурах, где все происходит в замедленном темпе, может открыться истинная природа базовых составляющих вселенной. Меня интересовало, как компоненты нашей физической вселенной, которые мы считаем абсолютно стабильными, могут подвергаться фундаментальным изменениям. Я также хотела узнать, возможно ли показать, что квантовые явления, такие как эффект наблюдателя, имеют место за пределами субатомного мира, в мире повседневном. Открытия Розенбаума, сделанные им с помощью холодильной установки, могли многое прояснить в отношении того, как всякий объект или организм в физическом мире, который считается в классической физике неизменным и окончательным, подверженным только воздействиям грубых ньютоновских сил, может быть изменен энергией мысли.