"Представьте себе вашу любимую итальянскую заправку для салата", - говорит Томас Рассел, Сильвио О. Конте - заслуженный профессор полимерных наук и инженерии в университете Массачусетса в Амхерсте и один из старших авторов статьи. "Он состоит из масла, воды и специй, и перед тем, как полить им салат, взбейте его, чтобы все ингредиенты смешались". Именно эти специи, эти маленькие кусочки чего-то еще позволяют воде и маслу, которые обычно являются взаимоисключающими, смешиваться - процесс, называемый эмульгированием и описываемый законами термодинамики.

Эмульгирование лежит в основе широкого спектра технологий и применений, выходящих далеко за рамки приправ, и однажды аспирант университета Массачусетса в Амхерсте Энтони Райх смешивал в лаборатории порцию этой научной "заправки для салата", чтобы посмотреть, что у него получится - только вместо специй он использовал намагниченные частицы никеля, "потому что вы можете создавать всевозможные интересные материалы с полезными свойствами, когда жидкость содержит магнитные частицы", - говорит Райх. Он приготовил свою смесь, взболтал ее..."и, к полному удивлению, смесь приняла эту красивую, нетронутую форму урны." Независимо от того, сколько раз и как сильно он встряхивал, форма урны всегда возвращалась.

"Я подумал: "Что это за штука?" Итак, я ходил взад и вперед по коридорам факультета науки и техники о полимерах, стучался в двери своих профессоров, спрашивая их, знают ли они, что происходит", - продолжает Райх. Никто этого не сделал. Но это привлекло внимание Рассела и Дэвида Хогландов, профессора полимерных наук и инженерии в университете Массачусетса в Амхерсте, другого старшего автора статьи и специалиста по мягким материалам.

Команда провела эксперименты и обратилась к коллегам из университетов Тафтса и Сиракуз для создания имитационных моделей. Совместными усилиями было установлено, что магнетизм, сильный магнетизм, объясняет необъяснимый феномен, открытый Райхом.

"Если вы очень внимательно посмотрите на отдельные наночастицы намагниченного никеля, которые образуют границу между водой и маслом, - говорит Хогленд, - вы можете получить чрезвычайно подробную информацию о том, как собираются различные формы. В этом случае частицы намагничены достаточно сильно, чтобы их сборка препятствовала процессу эмульгирования, который описывается законами термодинамики."

Как правило, частицы, добавляемые в смесь масла и воды, уменьшают натяжение на границе раздела двух жидкостей, позволяя им смешиваться. Но, как ни странно, частицы, которые намагничены достаточно сильно, на самом деле увеличивают межфазное натяжение, изгибая границу между маслом и водой в изящную кривую.

"Когда вы видите что-то, что не должно быть возможным, вы должны провести расследование", - говорит Рассел.

Хотя пока нет заявки на его новое открытие, Райх взволнован тем, как это невиданное ранее состояние может повлиять на область физики мягкой материи.

Это исследование финансировалось Национальным научным фондом США и Министерством энергетики США.