У лабораторії Пекінського університету фізики провели незвичайний експеримент: взяли надтонкі пластини магнітного матеріалу завтовшки лише кілька нанометрів і буквально прорізали в них глибокі канавки, наче ножем по хлібу.
Матеріал — MnBi₂Te₄ — за низьких температур і в магнітному полі переходить у стан чернівського ізолятора. Усередині він не проводить струм, зате по краях утворюються особливі квантові канали — хіральні крайові стани. Електрони в них рухаються строго в один бік, не розсіюючись і не втрачаючи енергію на тепло.
Учені за допомогою голки атомно-силового мікроскопа нанесли штучні пошкодження: канавки завширшки від 10 до 450 нанометрів і завдовжки до 11 мікрометрів, що прорізали матеріал наскрізь. Здавалося б, такі «тріщини» мали повністю зруйнувати струмопровідні шляхи.
Однак вимірювання показали: струм продовжував текти майже без втрат, обходячи пошкодження новими краями канавок. Це прямий доказ топологічного захисту — властивості, яку теорія передбачала давно, але яка тепер підтверджена в реальному руйнівному експерименті.
Відкриття важливе для майбутніх квантових чипів. Сучасні процесори витрачають величезну частину енергії на нагрівання через опір. Топологічні пристрої могли б працювати за мінімальних втрат, даючи більше свободи під час проєктування та складання складних схем.
Тепер зрозуміло: навіть серйозні механічні пошкодження не здатні зупинити ці особливі квантові струми.
