Si agitas durante mucho tiempo una caja con arena, aparecen patrones en ella que no estaban cuando la caja estaba quieta. Aquí ocurre algo similar: los físicos tomaron una nube de átomos fríos, los atraparon en una red de luz y comenzaron a agitarla periódicamente. Como resultado, los átomos adquirieron un nuevo estado, como un nuevo patrón en la arena que no existe sin la agitación. Estos estados se denominan fases topológicas.
En el trabajo se utilizaron dos 'motores' con frecuencias diferentes. El primero hacía que los átomos saltaran entre celdas vecinas de la red, y el segundo controlaba el signo de esos saltos, como si cambiara la dirección de giro de un caleidoscopio. Los científicos ajustaron la fase entre los motores de modo que las dos 'brechas' en el espectro de energía (los intervalos donde a los átomos les está prohibido estar) se torcieran en la misma dirección o en direcciones opuestas. Cuando las torsiones se sumaban, se obtenía una fase con un mayor número de vueltas; cuando se restaban, las brechas permanecían pero con otros índices.
Para ver el resultado, los átomos se 'iluminaban' brevemente con un láser y se observaba cómo cambiaba su estado interno. Así se pudo medir la torsión de ambas brechas por separado. Resultó que se puede ajustar con precisión cuántas veces la banda de energía gira alrededor de su eje, simplemente cambiando el desfase entre las dos frecuencias.
Es como aprender a dirigir una orquesta donde cada músico toca a su propio ritmo, pero juntos crean una armonía. Ahora los físicos tienen una perilla de ajuste para crear y estudiar estados cuánticos exóticos que no existen en un sistema en reposo.
Los átomos en esta red se comportan como electrones en un cristal, pero la red se puede modificar en milisegundos, simplemente girando la perilla del láser.