Em laboratório, a temperaturas próximas do zero absoluto, os elétrons no cristal de CeRu₄Sn₆ comportam-se como se ignorassem todas as regras anteriores. Uma equipe internacional de pesquisadores registrou ali uma fase semimetálica topológica — um estado que até agora se considerava incompatível com o regime de criticalidade quântica.
A criticalidade quântica surge quando o material se encontra na fronteira de uma transição de fase. Em vez das partículas habituais, os elétrons são descritos por flutuações coletivas, semelhantes a um mar agitado de ondas. Antes se acreditava que, num tal "mar", uma estrutura topológica estável dos estados eletrônicos simplesmente não sobreviveria.
O experimento refutou essa concepção. Os cientistas resfriaram a amostra de CeRu₄Sn₆ quase até zero e fizeram passar por ela uma corrente. Sem qualquer campo magnético externo, surgiu um efeito Hall anômalo — o desvio dos portadores de carga para o lado. Esse efeito serve como prova direta da natureza topológica do estado.
O físico Qimiao Si, da Universidade Rice, observou: as fortes flutuações quânticas não destroem a topologia, mas, ao contrário, ajudam-na a formar-se e a consolidar-se. A resposta topológica máxima foi observada justamente onde a instabilidade dos elétrons era mais alta.
A descoberta abre caminho para novos materiais que combinam sensibilidade a influências externas com estabilidade das propriedades quânticas. Tais compostos podem ser úteis em computadores quânticos, sensores de precisão e eletrônica de baixo consumo.
Os pesquisadores agora verificam se uma fase semelhante ocorre em outros compostos.
