W laboratorium Uniwersytetu Pekińskiego fizycy przeprowadzili niezwykły eksperyment: wzięli ultracienkie płytki materiału magnetycznego o grubości zaledwie kilku nanometrów i dosłownie wycięli w nich głębokie rowki, jakby kroili chleb nożem.
Materiał — MnBi₂Te₄ — w niskich temperaturach i w polu magnetycznym przechodzi w stan izolatora Chernovskiego. Wewnątrz nie przewodzi prądu, natomiast na krawędziach powstają szczególne kanały kwantowe — chiralne stany krawędziowe. Elektrony w nich poruszają się ściśle w jednym kierunku, nie rozpraszając się i nie tracąc energii na ciepło.
Naukowcy za pomocą igły mikroskopu sił atomowych nanieśli sztuczne uszkodzenia: rowki o szerokości od 10 do 450 nanometrów i długości do 11 mikrometrów, przecinające materiał na wskroś. Wydawałoby się, że takie „pęknięcia” powinny całkowicie zniszczyć ścieżki przewodzące prąd.
Jednak pomiary pokazały: prąd nadal płynął niemal bez strat, omijając uszkodzenia nowymi krawędziami rowków. To bezpośredni dowód ochrony topologicznej — właściwości, którą teoria przewidywała od dawna, a która teraz została potwierdzona w rzeczywistym niszczącym eksperymencie.
Odkrycie jest ważne dla przyszłych chipów kwantowych. Współczesne procesory zużywają ogromną część energii na nagrzewanie z powodu oporu. Urządzenia topologiczne mogłyby działać przy minimalnych stratach, dając więcej swobody przy projektowaniu i montażu złożonych układów.
Teraz jest jasne: nawet poważne uszkodzenia mechaniczne nie są w stanie zatrzymać tych szczególnych prądów kwantowych.
