الأطوار الطوبولوجية عادة ما تختبئ في المبردات. الدوائر فائقة التوصيل، الذرات فائقة البرودة، النبضات الليزرية، كلها تحمي النظام الكمي من الضوضاء الحرارية. لكن في مختبر جامعة تشجيانغ، خرجت الطوبولوجيا من البرد: نموذج هالدين، وهو النموذج المرجعي للعازل الطوبولوجي، تم تطبيقه في بخار الروبيديوم في درجة حرارة الغرفة.

الشبكة فائقة الإشعاع هي أقراص عسل من الضوء، حيث ترقص الذرات رقصة جماعية دون خوف من الضوضاء الحرارية. ثلاثة مجالات ليزرية ذات متجهات موجية k1، k2، k3 تربط المستويات الذرية، وتُعدَّل أطوارها وفقًا للقانون θj(t) = f sin(δt + φj) بتردد 80 ميجاهرتز. هذا التعديل يجعل النقاط الديراكية تتحرك على طول دائرة، متراكمة طور بيري π خلال فترة. تنشأ فجوة طوبولوجية، وتكتسب الانتقالات بين عقد الشبكة سعات معقدة، كما في نموذج هالدين الأصلي، لكن دون مجال مغناطيسي.

النتيجة الرئيسية هي ملاحظة الانتقال الطوبولوجي من خلال إشارة تباين الإشعاع الفائق η = (|ck+|² − |ck−|²)/(|ck+|² + |ck−|²). عند عمق تعديل صغير f = 1.0، يكون مخطط الطور مقسومًا بقطر φ2 = φ3 إلى منطقتين بعدد تشيرن C = −1 و C = +1. تتغير إشارة η عند عبور الحدود، مما يعكس مباشرة تغير إشارة الثابت الطوبولوجي. عند عمق كبير f = 3.2، تظهر في مخطط الطور جزر من الطور المعاكس، تشبه رمز يين ويانغ، بسبب مساهمة الانتقالات بين مناطق فلاكيه غير المتجاورة.

التعديل القوي فتح الباب أمام عالم أعداد تشيرن الأعلى. عند f = 2.6، تظهر حول كل نقطة ديراك أصلية ثلاث نقاط تابعة ذات كيرالية معاكسة، مما يغير عدد تشيرن من 1 إلى −2، وهو طور عالي الرتبة لا يمكن تحقيقه في نموذج هالدين القياسي. تُظهر أطياف الامتصاص تسطيح النطاقات بالقرب من f = 2.6 و f = 5.7، المرتبط بالتنافس بين القفزات ذات المدى المختلف.

هذا العمل ليس مجرد تجربة جميلة. إنه يُظهر أن الحماية الطوبولوجية يمكن أن تعمل عند درجة حرارة محدودة، حيث تدمر الضوضاء الحرارية عادةً الترابط. منصة الذرات الحرارية تُظهر لأول مرة انتقالًا طوبولوجيًا في درجة حرارة الغرفة مع إشارة وحجم قابلين للتحكم للثابت الطوبولوجي. اليوم، يمكن استخدامها لاختبار الأجهزة الكمية الطوبولوجية في درجة حرارة الغرفة، مثل أجهزة الاستشعار القائمة على التحولات الطورية.