Una lámina plana de material de un átomo de espesor puede conducir corriente solo por sus bordes, como el agua que fluye a lo largo de los bordes de una bandeja y no por el centro. En un nuevo trabajo, los físicos han demostrado que estos "cauces" de borde se pueden reconfigurar simplemente girando un eje magnético invisible dentro de la lámina.
En un material donde los electrones se comportan como partículas sin masa, aparecen puntos especiales —nodos— donde la energía de la partícula no depende de la dirección del movimiento. Un punto está en el centro, y varios otros están dispersos alrededor. Entre ellos, por el borde de la lámina, corren canales electrónicos. Cuando se gira el eje magnético, estos puntos laterales se desplazan y los canales se reconectan, como si las agujas de un ferrocarril desviaran los trenes hacia nuevas vías.
Si el eje magnético se orienta perpendicular a la lámina, parte de los estados electrónicos desaparece, pero queda un punto central y una corriente de borde que fluye solo en una dirección. Esto se asemeja a una carretera de un solo sentido a lo largo del perímetro: los electrones no pueden dar la vuelta. Esta corriente está protegida contra la dispersión en defectos y, por tanto, casi no pierde energía.
Girar el eje magnético es una forma sencilla y precisa de controlar los canales topológicos. Esto podría ser útil para crear interruptores y elementos lógicos donde la señal se transmita por el borde de la película sin calentamiento ni pérdidas.
Las corrientes de borde en estos materiales recuerdan al movimiento de los coches en una rotonda: cada carril es de un solo sentido y las colisiones son casi imposibles.