Un vórtice dentro del cristal
El cristal de titanato de plomo se parece a una formación de soldados en la que cada átomo-soldado sostiene su flecha-dipolo apuntando hacia el mismo lado. Para girar toda la formación 180 grados, según los cálculos antiguos hacía falta tanta energía que el cristal simplemente se fundiría. Pero en la realidad esos cristales conmutan con facilidad. ¿Cómo lo consiguen? En su interior nace un vórtice.
En lugar de que todas las flechas giren a la vez, el vórtice las va girando poco a poco, capa por capa. Cada flecha siguiente queda girada apenas un poquito, así que las cargas eléctricas en la superficie se compensan casi por completo. Antes se pensaba que sin defectos la conmutación era imposible, pero el vórtice funciona incluso en un cristal ideal. Las simulaciones por computadora mostraron que este vórtice es estable, como un nudo en una cuerda, y que es justamente lo que permite al material conmutar con un voltaje pequeño. Estos cristales se usan en memorias no volátiles, y ahora se entiende cómo mejorarlos para los dispositivos del futuro.
El núcleo de skyrmión en una película de PbTiO3 de 20 nm tiene un diámetro de solo 3.2 nm, comparable al tamaño de unas pocas celdas unitarias, pero su carga topológica protege la textura de la desintegración.
En la novela «La escalera de Schild» de Greg Egan, los defectos topológicos en el vacío gobiernan las leyes físicas; aquí un defecto topológico en la polarización gobierna la conmutación del material, lo que resuena con la idea de estados topológicos ocultos como organizadores de la dinámica.