Dos láminas finísimas, cada una de un solo átomo de grosor, se colocan una sobre otra y se giran ligeramente. Como dos hojas de papel de calco de colores: mientras están alineadas, la imagen es una, pero en cuanto se gira una, aparece un patrón muaré. Aquí, claro, el patrón no se ve a simple vista, pero cambia por completo la forma en que el material interactúa con la luz.

En el experimento se usaron disulfuro de molibdeno y diseleniuro de wolframio, dos semiconductores conocidos en electrónica. Se superpusieron y se irradiaron con un haz infrarrojo invisible de 1260 nanómetros de longitud de onda. En respuesta, las capas emitieron un brillo verde. Esto funciona así: dos fotones infrarrojos se fusionan en uno visible, un fenómeno llamado generación de segundo armónico. Pero lo importante es que la polarización de esta luz verde resultó estar girada a la izquierda o a la derecha según cómo estuvieran orientadas las capas. Con un ángulo de giro de unos 30 grados, la diferencia entre polarización izquierda y derecha alcanzó 1,96, casi el límite teórico.

¿Por qué ocurre esto? La onda de luz de cada capa llega con su propio retraso, y estas dos ondas se suman. El retraso depende de la dirección de rotación de la polarización, algo parecido a dos intérpretes que repiten la misma frase, pero uno va ligeramente desfasado. Según quién se retrase, el sentido de la frase final cambia al contrario. En física, este desfase se llama fase de Pancharatnam–Berry y está dictado únicamente por la geometría del giro.

El valor práctico es que girando una capa atómica se puede controlar la respuesta no lineal del material, es decir, cómo transforma la frecuencia de la luz. Esto promete diminutos convertidores para chips ópticos, donde el color y la polarización los controla la geometría, no voluminosos cristales.