Un superconductor normalmente no se lleva bien con un imán: un campo intenso destruye el estado en el que la corriente fluye sin resistencia. Pero en capas delgadas de carbono, todo es diferente. Un equipo de físicos tomó grafeno de seis capas — seis planos atómicos apilados romboédricamente — y descubrió que el campo magnético no apaga la superconductividad, sino que la enciende.

Con campo cero, este material ya presenta una superconductividad inusual: la quiral. Sus pares de electrones giran en una sola dirección, como una escalera de caracol, y por eso la resistencia cambia según la dirección de la corriente. Pero cuando los investigadores aplicaron un campo de aproximadamente 0.8 teslas — similar al de un equipo de resonancia magnética — apareció un segundo modo superconductor. Este se mantiene hasta 1.6 teslas y se controla con tres perillas: el propio campo, la densidad de electrones y el desplazamiento eléctrico entre capas.

Las mediciones mostraron que este superconductor activado por campo nace de un estado magnético especial: un cuarto metal que está magnetizado en dirección opuesta al original. Así, en un solo trozo de grafeno se logró obtener un cuarteto de fases superconductoras: cuatro combinaciones diferentes de espín y valle (un índice cuántico que recuerda a una variedad de electrones). Cada una se puede seleccionar cambiando los parámetros externos. Los autores lo atribuyen a la competencia entre dos efectos: el desdoblamiento espín-valle (similar al mecanismo en aislantes topológicos) y la interacción de los momentos magnéticos con el campo.