Un superconductor ordinario funciona como un cable perfecto: los electrones se emparejan y fluyen sin resistencia. En el nuevo material TaPtSi, los pares están organizados de otra manera: su simetría interna está sesgada, y al enfriar por debajo de la temperatura crítica, dentro del cristal surgen por sí solos diminutos campos magnéticos. Es como si en un trozo de metal congelado aparecieran de repente brújulas invisibles apuntando en direcciones distintas.
El secreto está en la geometría especial del cristal. Los átomos de TaPtSi están dispuestos de tal forma que, al girar o deslizar la red, esta no coincide consigo misma por completo, sino solo junto con la inversión del espín del electrón. Esta simetría "retorcida" crea en la estructura electrónica nodos con forma de reloj de arena: cerca de su estrechamiento, la energía de los electrones apenas cambia al moverse. En esos lugares, los electrones se comportan como partículas relativistas con masa cero, aunque el material en sí sea una aleación sólida común.
Los cálculos mostraron que este estado es el único posible para esta estructura. Los pares de electrones no solo están pegados, sino retorcidos como un tornillo: su función de onda tiene un momento interno. En la superficie de tal superconductor pueden aparecer excitaciones especiales: los modos de Majorana, que se comportan como mitades de un electrón. Si se logran estabilizar, se convertirán en bloques de construcción para la computación cuántica resistente a perturbaciones.
El descubrimiento no solo aporta un material nuevo, sino una receta: tomamos un compuesto de silicio con un metal de transición, ajustamos la simetría de la red y obtenemos un superconductor topológico. Quizás así se buscará la plataforma para la futura computadora cuántica.
Los modos de Majorana deben su nombre a Ettore Majorana, quien propuso una partícula que es su propia antipartícula. En los superconductores, tales excitaciones pueden ser "mitades" de electrones ordinarios.
En la novela "Anathema" de Neal Stephenson, las computadoras cuánticas utilizan estados topológicos de la materia para evitar errores, de manera similar a como los modos de Majorana en los superconductores están protegidos contra la decoherencia.