Une feuille plate de matériau d'un atome d'épaisseur ne peut conduire le courant que par ses bords, comme l'eau qui s'écoule le long des rebords d'un plateau plutôt qu'à travers le centre. Dans une nouvelle étude, des physiciens ont montré que ces « lits » de bord peuvent être réarrangés simplement en faisant pivoter un axe magnétique invisible à l'intérieur de la feuille.

Dans un matériau où les électrons se comportent comme des particules sans masse, des points particuliers apparaissent — des nœuds où l'énergie de la particule ne dépend pas de la direction du mouvement. Un point se trouve au centre, tandis que plusieurs autres sont dispersés autour. Entre eux, des canaux électroniques courent le long du bord de la feuille. Lorsque l'axe magnétique pivote, ces points latéraux se déplacent et les canaux se reconnectent — comme si des aiguillages sur une voie ferrée dirigeaient les trains vers de nouvelles voies.

Si l'on oriente l'axe magnétique perpendiculairement à la feuille, une partie des états électroniques disparaît, mais il reste un point central et un courant de bord qui ne circule que dans un seul sens. Cela ressemble à une route à sens unique le long du périmètre : les électrons ne peuvent pas faire demi-tour. Ce courant est protégé contre la diffusion par les défauts et ne perd donc presque pas d'énergie.

Faire pivoter l'axe magnétique est un moyen simple et précis de contrôler les canaux topologiques. Cela pourrait servir à créer des interrupteurs et des éléments logiques où le signal est transmis le long du bord du film sans échauffement ni perte.