En un campo magnético intenso, los electrones de una película metálica delgada se mueven en órbitas circulares. Si el grosor de la película es comparable al tamaño de dicha órbita, la resistencia comienza a oscilar — son las oscilaciones de Sondheimer, conocidas desde mediados del siglo pasado como un efecto puramente geométrico. La nueva investigación muestra que las correcciones cuánticas asociadas a la topología de las bandas electrónicas modifican la frecuencia de estas oscilaciones.
Los autores desarrollaron una teoría cuántica general para conductores delgados en el límite de campos magnéticos intensos. A diferencia de las oscilaciones de Shubnikov–de Haas, donde la topología solo entra en la fase, aquí desplaza la propia frecuencia. Esto permite reconstruir directamente, sin ajustes complicados, el espectro completo de los niveles de Landau — las energías permitidas del electrón en un campo magnético.
El modelo con fase de Berry ajustable demuestra cómo la topología se manifiesta en los espectros de magnetorresistencia accesibles experimentalmente. También se considera la amortiguación de las oscilaciones debida a la rugosidad de la superficie — un factor importante para muestras reales.
Las oscilaciones de Sondheimer llevan el nombre del físico que en 1950 las explicó como interferencia de ondas electrónicas reflejadas en los bordes de la película.