במעבדה, בטמפרטורות הקרובות לאפס המוחלט, האלקטרונים בגביש CeRu₄Sn₆ מתנהגים כאילו הם מתעלמים מכל הכללים הקודמים. קבוצת חוקרים בינלאומית תיעדה שם פאזה חצי-מתכתית טופולוגית — מצב שנחשב עד כה כבלתי מתיישב עם משטר הקריטיות הקוונטית.
קריטיות קוונטית נוצרת כאשר החומר נמצא על גבול מעבר פאזה. במקום חלקיקים רגילים, האלקטרונים מתוארים על ידי תנודות קולקטיביות, הדומות לים סוער של גלים. בעבר סברו שב"ים" כזה מבנה טופולוגי יציב של מצבי אלקטרונים פשוט לא ישרוד.
הניסוי הפריך תפיסה זו. המדענים קיררו את הדגם של CeRu₄Sn₆ כמעט עד לאפס והעבירו דרכו זרם. ללא כל שדה מגנטי חיצוני נוצר אפקט הול אנומלי — סטייה של נושאי המטען הצידה. אפקט זה מהווה הוכחה ישירה לטבעו הטופולוגי של המצב.
הפיזיקאי קימיאו סי מאוניברסיטת רייס ציין: תנודות קוונטיות חזקות אינן הורסות את הטופולוגיה, אלא להיפך, עוזרות לה להיווצר ולהתבסס. התגובה הטופולוגית המרבית נצפתה דווקא במקום שבו חוסר היציבות של האלקטרונים היה הגבוה ביותר.
הגילוי פותח דרך לחומרים חדשים המשלבים רגישות להשפעות חיצוניות עם יציבות של תכונות קוונטיות. תרכובות כאלה עשויות להועיל במחשבים קוונטיים, בחיישנים מדויקים ובאלקטרוניקה חסכונית באנרגיה.
החוקרים בודקים כעת אם פאזה דומה מופיעה בתרכובות אחרות.
