В лаборатории Пекинского университета физики провели необычный эксперимент: взяли сверхтонкие пластины магнитного материала толщиной всего в несколько нанометров и буквально прорезали в них глубокие канавки, словно ножом по хлебу.
Материал — MnBi₂Te₄ — при низких температурах и в магнитном поле переходит в состояние черновского изолятора. Внутри он не проводит ток, зато по краям образуются особые квантовые каналы — хиральные краевые состояния. Электроны в них движутся строго в одну сторону, не рассеиваясь и не теряя энергию на тепло.
Учёные с помощью иглы атомно-силового микроскопа нанесли искусственные повреждения: канавки шириной от 10 до 450 нанометров и длиной до 11 микрометров, прорезавшие материал насквозь. Казалось бы, такие «трещины» должны были полностью разрушить токопроводящие пути.
Однако измерения показали: ток продолжал течь почти без потерь, обходя повреждения по новым краям канавок. Это прямое доказательство топологической защиты — свойства, которое теория предсказывала давно, но которое теперь подтверждено в реальном разрушительном эксперименте.
Открытие важно для будущих квантовых чипов. Современные процессоры тратят огромную часть энергии на нагрев из-за сопротивления. Топологические устройства могли бы работать при минимальных потерях, давая больше свободы при проектировании и сборке сложных схем.
Теперь ясно: даже серьёзные механические повреждения не способны остановить эти особые квантовые токи.
