In Labors in China verwandelte eine hauchdünne Schicht aus einem topologischen Isolator mit beigefügten magnetischen Atomen eine theoretische Vorhersage in die Realität. Die Elektronen bewegen sich hier entlang der Ränder des Materials, gleichsam auf einer idealen Schnellstraße, ohne Energie in Form von Wärme zu verlieren. Genau dieses Experiment aus dem Jahr 2013, das von einer Gruppe unter der Leitung von Xue Qikun durchgeführt wurde, bezeichnet Clarivate als einen der Hauptanwärter auf den Physik-Nobelpreis des Jahres 2026.
Der gewöhnliche Quanten-Hall-Effekt erfordert ein starkes externes Magnetfeld, um die Elektronen dazu zu bringen, an den Rändern widerstandsfrei zu „tanzen“. Die anomale Version kommt ohne dieses aus: Die innere magnetische Ordnung des Materials selbst schafft die nötigen Bedingungen. Daraus entsteht eine quantisierte Leitfähigkeit, die proportional zu ganzen Zahlen ist – ein Phänomen, das man früher unter Laborbedingungen ohne gigantische Magnete für nahezu unerreichbar hielt.
Xue Qikun und seine Kollegen züchteten atomar dünne Schichten, in denen die Spin-Bahn-Wechselwirkung und magnetische Verunreinigungen gemeinsam eine topologische Phase hervorbrachten. Die Messungen zeigten die charakteristischen Widerstandsplateaus bereits ohne externes Feld. Das ist nicht nur schöne Physik: Der Effekt eröffnet den Weg zu elektronischen Bauelementen, die um ein Vielfaches weniger Energie verbrauchen als die heutigen.
Man stelle sich ein Smartphone oder ein Rechenzentrum vor, in dem der Strom nahezu verlustfrei fließt. Solche Materialien könnten zur Grundlage für hocheffizienten Speicher und Logikelemente werden und dabei die Erwärmung und die Stromrechnungen senken. Die Arbeiten von Xue Qikun lieferten die experimentelle Bestätigung für Ideen, die zuvor nur auf dem Papier existierten, und inspirierten Hunderte nachfolgende Forschungen auf der ganzen Welt.
Clarivate weist darauf hin, dass seit 2002 bereits 89 Wissenschaftler von ihren Listen den Nobelpreis erhalten haben. Die Prognose garantiert nicht eine Auszeichnung in diesem Jahr – der Preis kommt oft mit Verspätung –, doch sie unterstreicht: Die Entdeckung von Xue Qikun hat bereits die Vorstellung davon verändert, wie sich Quantenzustände der Materie ohne externe „Krücken“ steuern lassen.
Sollte die Auszeichnung gerade ihm zuteilwerden, wäre das nicht nur die Anerkennung eines einzelnen Experiments, sondern einer ganzen Richtung – der topologischen Elektronik, die den Energieverbrauch künftiger Geräte umkrempeln könnte.
