Кристалл Mn₃Si₂Te₆ при 78 К превращается в катушку индуктивности, которая не нуждается ни в медном проводе, ни в сверхпроводнике. Электроны внутри него сами организуются в замкнутые вихри с определённым направлением вращения — хиральные орбитальные токи. Когда внешнее магнитное поле прижимает эти вихри к трудной оси кристалла, они застывают в жёсткие домены, и пропущенный через образец ток начинает вести себя так, будто проходит через гигантскую катушку.
При увеличении тока напряжение почти не растёт, а при уменьшении — резко взлетает, достигая трёх порядков величины. Вольт-амперная характеристика выписывает петлю по часовой стрелке, что является визитной карточкой индуктивного отклика. Эффективная индуктивность составляет порядка миллигенри, что в миллионы раз превышает геометрическую индуктивность катушки того же размера.
Такая медлительность открывает неожиданные перспективы. Обычная индуктивность — быстрый процесс, который трудно удержать. Здесь же домены хиральных орбитальных токов ведут себя как вязкая жидкость: их переключение требует времени и энергии. Это идеальный кандидат для энергонезависимой памяти, где информация хранится в направлении вращения вихрей, и для нейроморфных схем, где важна не скорость, а адаптивность и низкое энергопотребление.
Работа вводит третий тип индуктивности — орбитальную, не требующую ни сверхпроводимости, ни наноструктур. Раньше считалось, что в объёмных материалах без сверхпроводящей когерентности индуктивный отклик невозможен. Теперь же ясно: коллективная динамика орбитальных состояний способна порождать макроскопический электромагнитный отклик, если в игру вступают спин-орбитальная связь и магнитоупругое взаимодействие. Это ставит под сомнение универсальность классических моделей и открывает новую главу в физике конденсированного состояния.
Кристалл, который сам себя наматывает, — не просто курьёз. Это мост между орбитальной физикой и практической электроникой. Управляя легированием, давлением или температурой, можно настраивать индуктивность в широких пределах. А значит, в будущем появятся пассивные элементы, которые не нужно мотать на станке: их вырастит сам материал.
Индуктивность в Mn₃Si₂Te₆ в миллионы раз превышает геометрическую индуктивность катушки того же размера, а эффект исчезает при частотах выше 12 Гц — это рекордно медленный отклик для электронной системы.