В сверхпроводнике электроны движутся парами, как пары в танце. Обычно через контакт между двумя сверхпроводниками проходит одна пара за раз. Но если добавить третий контакт, танец усложняется: две пары могут двигаться вместе, образуя четверку. Именно такой четверной резонанс впервые увидели в графеновом переходе с тремя выводами.

Ученые измеряли, как меняется ток при изменении фаз на контактах. Фаза — это положение волны электрона, как фаза луны. Когда две фазы совпадали особым образом, в спектре появлялись резкие провалы. Эти провалы двигались по замкнутым траекториям вокруг тора — бублика, образованного двумя фазами. Такая намотка указывает на топологическую природу: четверки пар ведут себя как узел, который нельзя развязать без разрыва.

Это открытие показывает, что многоконтактные сверхпроводящие устройства могут создавать состояния, невозможные в обычных двухконтактных. В перспективе такие системы помогут конструировать новые квантовые материалы и, возможно, топологические кубиты для квантовых компьютеров.