في طبقات ملتوية بزاوية معينة من تيلوريد الموليبدينوم، تتصرف الإلكترونات بشكل غير عادي: فهي يمكن أن تنقسم إلى أجزاء. هذا يشبه ما لو بدأ فجأة تقطيع فطيرة كاملة إلى شرائح متساوية تمامًا، رغم أن السكين في يد واحدة. في المواد العادية، شحنة الإلكترون غير قابلة للانقسام، لكن في هذه الطبقات عند التبريد الشديد تظهر حالات تنقسم فيها الشحنة إلى ثلاثة أجزاء.
استخدم العلماء طريقتين: إحداهما تقيس توهج المادة، والأخرى تقيس كيف تعكس المادة الضوء في مجال مغناطيسي. وبهذا وجدوا حالات مغناطيسية عند امتلاء الإلكترونات بمستوى واحد، ومستويين، وثلاثة مستويات من أصل ثلاثة ممكنة. كل حالة توجد عند درجة حرارتها الخاصة: حوالي 11 و3.5 و2.4 درجة فوق الصفر المطلق. أهشها هي تلك التي تنقسم فيها الشحنة إلى ثلاثة أجزاء: فهي تعيش فقط في نطاق ضيق جدًا من المجال الكهربائي وعند أدنى درجة حرارة.
هذه الحالة ليست مجرد حالة مغناطيسية: توهجها يتغير عند تطبيق مجال مغناطيسي، مما يشير إلى طبيعتها الطوبولوجية. الطوبولوجيا هنا تعني أن الخاصية تبقى محفوظة حتى لو تم عجن المادة قليلًا، مثل عقدة في حبل — لا يمكن فكها دون تمزيقه. تؤكد الحسابات أن الحالة المكتشفة هي حالة طوبولوجية غير بديهية، أي أنه لا يمكن تحويلها بسلاسة إلى حالة عادية.
هذه الشحنات الكسرية هي خطوة نحو فهم كيفية تفاعل الإلكترونات في المواد المعقدة. في المستقبل، قد تكون مفيدة في الحوسبة الكمومية، حيث نحتاج إلى حالات مقاومة للاضطرابات.
الشحنة الكسرية لا تعني أن الإلكترون تفكك فيزيائيًا: إنه سلوك جماعي للعديد من الإلكترونات يبدو وكأنه جسيم بشحنة تساوي ثلث شحنة الإلكترون.