تظهر بعض المواد، عند وضعها في مجال مغناطيسي قوي وفي درجات حرارة منخفضة، خاصية مذهلة: يتوقف حجمها عن توصيل التيار ليصبح عازلاً، بينما تسري الكهرباء على حافة العينة تماماً، كالنهر في مجراه، ودائماً في اتجاه واحد. هذا التدفق الأحادي يشبه نهراً يجري بمحاذاة الضفة ولا ينعكس مساره أبداً. اكتشف هذه الظاهرة كلاوس فون كليتزينغ عام 1980، وحصل على جائزة نوبل عنها.

درس الفيزيائيون مادة MnBi2Te4، فبرّدوها إلى ما يقرب من الصفر المطلق ووضعوها في مجال مغناطيسي قوي لتحفيز التيار الطرفي. ثم باستخدام مجهر القوة الذرية، وهو جهاز قادر على النحت على السطح بدقة ذرية، قاموا بشق فجوة بعرض عدة عشرات من النانومتر عبر العينة. بالنسبة للتيار العادي، كان هذا سيكون بمثابة سدّ، لكن النهر الكمومي التفّ حول العائق دون أن يبطئ سرعته. ولم تنبعث أي حرارة، إذ تحركت الإلكترونات دون أي تصادم.

أكدت القياسات باستخدام طرق التحليل الطيفي أن المقاومة ظلت بالضبط 25,812.807 أوم، تماماً كما في العينة السليمة. والسبب هو الحماية التوبولوجية: هندسة الحالات الإلكترونية تمنعها من التشتت على العيوب، مما يُبقي الإنتروبيا منخفضة. ومنذ عام 1990، يُستخدم تأثير هول الكمومي كمعيار أولي للمقاومة، ليحل محل المعايير الفيزيائية التي قد تتقادم. وتُستنسخ قيمته بدقة تصل إلى أجزاء من المليار، ولا تتأثر بالتلف. هذه المتانة تعمّق النموذج القياسي للفيزياء، وتعد بدارات فائقة الموثوقية حيث تلتف الإشارات، مثل الماء في النهر، حول أي عائق. وقد تصبح هذه المواد أساساً لإلكترونيات غير حساسة للعيوب.