Un cristal no crece como un todo único, sino como una ciudad de barrios: los granos. En cada barrio, los átomos están ordenados a su manera, y los límites entre ellos son como calles. En el nuevo experimento, los físicos miraron dentro de un cristal así con un microscopio sensible al campo magnético y vieron que las regiones magnéticas en su interior reproducen exactamente los límites de los barrios.
El material es una película delgada de telururo de bismuto-antimonio con una adición de vanadio. A baja temperatura, conduce electricidad sin pérdidas por el borde, mientras que en el interior permanece como aislante. Esta propiedad se llama efecto Hall anómalo cuántico. Aquí el magnetismo actúa como un pegamento que mantiene la corriente de borde. Pero cómo están imanados exactamente los granos fue durante mucho tiempo un misterio. Unos experimentos sugerían que todo el cristal es un solo imán grande; otros, que está formado por muchos imanes pequeños e independientes.
Los científicos variaron el campo magnético externo y observaron cómo se reorganizaban las regiones de imanación. Resultó que no aparecían en lugares al azar, sino que crecían a partir de las ya existentes, como una mancha que se expande, no como nuevas salpicaduras. Esto es típico de los ferromagnetos, donde los átomos vecinos tienden a alinearse en la misma dirección. Pero el tamaño de las regiones coincidía con el tamaño de los granos cristalinos. Esto significa que dentro de un grano actúan fuerzas de corto alcance, mientras que entre los granos hay una conexión de largo alcance que los une en un imán único.
Anteriormente, un material similar con cromo se comportaba de otra manera: allí las regiones magnéticas no coincidían con los límites de los granos. Ahora está claro que diferentes aditivos afectan de manera distinta el orden magnético. Esto es importante para futuros dispositivos electrónicos, donde el efecto Hall cuántico podría utilizarse para mediciones precisas o almacenamiento de información.
El campo magnético que genera uno de estos cristales es tan débil que ni siquiera una brújula lo detectaría, pero un microscopio superconductor lo capta sin esfuerzo.
En el relato de Stanisław Lem «Viaje decimocuarto», el protagonista llega a un planeta donde los cristales crecen como seres vivos, y su estructura interna determina las propiedades del conjunto. Aquí hay una lógica similar: los granos del cristal dictan cuál será el comportamiento magnético de todo el material.