Dans une piscine, l'eau s'étale généralement en cercles autour d'une pierre jetée. Mais si l'on dirige le flux strictement le long du rebord, elle ne court que sur le bord. On a observé quelque chose de semblable dans des morceaux de cristal supraconducteur FeTe0.55Se0.45. En mesurant la résistance, on a constaté que le courant ne traverse pas tout le cristal, mais seulement son bord net et parfaitement droit — comme s'il suivait une gouttière invisible.
Cette gouttière ne fonctionne qu'à trois conditions. D'abord, le matériau lui-même doit être supraconducteur, c'est-à-dire conduire le courant sans perte en dessous d'une certaine température. Ensuite, ses orbitales électroniques doivent être tordues d'une manière particulière — ce qu'on appelle la topologie, un peu comme un ruban de Möbius diffère d'un anneau ordinaire. Enfin, dans le cristal, la direction du temps doit être spontanément brisée : les électrons se mettent à se comporter comme s'il existait pour eux un sens de rotation privilégié. Cette brisure a été détectée grâce à de la lumière polarisée — le faisceau réfléchi par l'échantillon tourne légèrement, comme l'aiguille d'une boussole qu'on aurait subtilement déviée.
Le plus surprenant : le plateau de conductivité disparaissait dès qu'on déplaçait le contact du bord vers la face supérieure du cristal. Et lors du chauffage, il disparaissait non pas à la température où la supraconductivité s'évanouit, mais plus tôt — exactement quand la brisure de symétrie de temps s'éteignait. Autrement dit, la gouttière à courant suit une horloge plus stricte.
Cette découverte n'est pas qu'une curiosité de laboratoire. Elle fournit des signes clairs pour chercher un tel écoulement supraconducteur de bord dans d'autres matériaux. À terme, ces canaux de bord pourraient devenir la base de capteurs ultrasensibles ou d'éléments de circuits quantiques, où le courant ne se dissipe pas et ne se perd pas dans le volume, mais se déplace discipliné le long d'une ligne donnée. Ainsi, l'eau de la piscine, lancée le long du rebord, en fait le tour sans presque se mélanger au reste de la masse.
La brisure de symétrie de temps signifie que si vous filmiez le mouvement des électrons dans un tel cristal et passiez le film à l'envers, un physicien verrait la différence — comme si, dans le film inversé, l'eau dans un entonnoir tourbillonnait dans le mauvais sens.