La luz arranca electrones del cristal y estos vuelan hacia el detector como flechas hacia un blanco. Con sus trayectorias, los físicos reconstruyen cómo vivían los electrones dentro del material: con qué energía y en qué dirección se movían. Pero basta con encender un campo magnético para que las trayectorias se curven. Las flechas empiezan a desviarse, el blanco se convierte en un espejo deformante y la imagen se vuelve borrosa.

Este problema se presentó ante un grupo de investigadores cuando añadieron un pequeño solenoide a su equipo ARPES. ARPES es un método que mide la energía y el momento de los electrones arrancados por la luz. El solenoide generaba un campo magnético de hasta 10 militeslas, unas doscientas veces más débil que el campo de un imán de nevera. Pero incluso un campo tan débil distorsionaba notablemente las trayectorias de los electrones, y los espectros perdían nitidez.

La solución no fue eliminar el campo, sino calcular su efecto y corregir la imagen. Los físicos modelaron las trayectorias de los electrones en el campo magnético con un programa informático que divide el espacio en pequeñas celdas. Luego construyeron la transformación inversa: sabiendo dónde llegó el electrón al detector, se puede calcular de dónde salió. Es como cuando un restaurador reconstruye los rasgos verdaderos de un rostro a partir de su reflejo deformado en un espejo antiguo.

La prueba se realizó en el aislante topológico Bi2Se3, un material que conduce la corriente solo por la superficie y permanece aislante en el interior. Con un campo de hasta 8,6 militeslas se reconstruyeron la superficie de Fermi y la dispersión de los estados superficiales topológicos con una precisión de un grado en el ángulo. Esto significa que las distorsiones se pudieron compensar casi por completo, y la imagen quedó tan nítida como sin campo.

En este método, el campo magnético actúa como una lente: en algunos puntos concentra los electrones y en otros los dispersa. En los puntos focales, la resolución angular se pierde por completo, pero entre ellos las mediciones son posibles. Los físicos localizaron estos puntos en el mapa y demostraron que, eligiendo bien la geometría, se pueden evitar las trampas. Ahora cualquier investigador con un equipo ARPES y un solenoide puede aplicar la misma corrección y explorar la estructura electrónica de los materiales bajo la acción de un campo magnético.