Une feuille de papier quadrillée, une feuille en losanges et une feuille en nid d'abeille : trois univers différents pour une fourmi. Changez la feuille, et les règles du mouvement changent. C'est à peu près ainsi que les électrons perçoivent le réseau cristallin : la géométrie dicte s'ils seront des aimants, des supraconducteurs ou autre chose. Dans les matériaux ordinaires, le réseau est rigide, comme gravé dans le marbre. Ici, on a appris à le redessiner avec un champ électrique.
Les expérimentateurs ont pris trois couches de tellurure de molybdène et les ont tordues alternativement dans des directions opposées. Le résultat est un motif de moiré — une ondulation périodique à grande échelle qui agit comme un réseau artificiel pour les électrons. Ensuite, ils ont appliqué une tension perpendiculaire aux couches, ce qui a déplacé la polarisation et, avec elle, la forme des cellules électroniques. Sans champ, c'est un réseau triangulaire : à basse température, les électrons se figent en un isolant et réagissent différemment au champ magnétique. Dans un sens, c'est un ferromagnétique ; dans l'autre, un antiferromagnétique avec des « polarons » (un électron plus un nuage de distorsions autour). Appliquez un champ plus fort, et le même système devient semblable à un nid d'abeille avec une bande de Chern plate. Dans une telle bande, les électrons se déplacent à peine à l'intérieur, mais sur les bords, ils circulent sans résistance.
C'est la première fois que le magnétisme et les états topologiques sont non seulement combinés, mais aussi commutables par une tension dans le même morceau de matière. Auparavant, il fallait faire croître un cristal distinct pour chaque propriété. Désormais, on peut imaginer un dispositif où la même plateforme sert tantôt de mémoire magnétique, tantôt de conducteur quantique — simplement selon la position de la manette.
Cette « feuille de papier » qui change de lignes sur commande nous ramène à la fourmi. Mais désormais, la fourmi ne se contente pas de suivre les règles : elle choisit elle-même selon quelles règles courir.
Les motifs de moiré dans les couches torsadées peuvent générer de la supraconductivité à des températures considérées comme inaccessibles pour les matériaux ordinaires. Le même « sandwich » de couches se comporte tantôt comme un aimant, tantôt comme un supraconducteur — cela dépend uniquement de l'angle de torsion et de la tension.
Dans le roman « L'Âge de diamant » de Neal Stephenson, la matière est programmée au niveau du réseau atomique. Ici, on programme le réseau électronique avec un champ électrique, presque comme la « matière intelligente » de la science-fiction.