Una cadena de átomos de fósforo rojo se parece a un tren, donde los vagones son los átomos y los acoplamientos entre ellos son los enlaces químicos. A veces los acoplamientos son más fuertes, a veces más débiles, y de eso depende cómo corren los electrones por el tren.
Los físicos tomaron esta cadena y calcularon bajo qué condiciones los electrones pueden moverse y bajo cuáles se quedan atascados. Resultó que con cierta proporción de fuerzas de los acoplamientos, ocurre una reorganización en el sistema: los electrones que antes estaban quietos de repente pueden correr, y viceversa. Es como si en el tren cambiaran los acoplamientos entre vagones y los pasajeros de unos vagones de pronto pudieran pasar a otros.
Tal reorganización deja una huella en los bordes de la cadena: allí aparecen estados especiales que se ven en el espectro. Los científicos lo comprobaron no solo en papel, sino también experimentalmente: construyeron una imitación de la cadena de fósforo con una placa de aluminio con agujeros y observaron los mismos estados de borde. Esto significa que la topología del fósforo se puede estudiar no solo con cálculos, sino también con un modelo macroscópico.
El fósforo rojo no es una sola sustancia, sino toda una familia de estructuras diferentes. La que se consideró en el trabajo consiste en cadenas unidimensionales de átomos de fósforo.