Особый материал — топологический изолятор — проводит ток только по поверхности, словно внутри — идеальный изолятор. В нём возникает квантовый эффект, похожий на тот, что открыл Клаус фон Клитцинг, но математически он эквивалентен четырёхмерному миру. Проблема: сигнал едва различим — электрические помехи, как шум толпы для шёпота, глушат его.
Учёные применили отрицательную ёмкость — это как антишум в наушниках: микрофон ловит гул, динамик создаёт его зеркальную копию, и наступает тишина. Здесь дополнительная схема гасит паразитную ёмкость, восстанавливая более 95% сигнала. Любопытно, что этот приём известен радиотехникам десятилетиями, но теперь он открывает окно в четырёхмерный мир.
Метод сулит точные квантовые измерения и шанс обнаружить новую физику за гранью привычных теорий. Аксионы, частицы-призраки, не пойманы до сих пор, но их отпечаток в топологическом изоляторе — реальная зацепка.
Аксионы — главные кандидаты на роль тёмной материи, которая составляет около 85% всей материи во Вселенной, но до сих пор не обнаружена напрямую.
В «Интерстеллар» герои ныряют в пятимерное пространство через червоточину, а здесь учёные проникают в четырёхмерный мир с помощью остроумного электрического трюка.