Мозаичный пол из множества мелких плиток, повёрнутых в разные стороны. Казалось бы, любой узор, который пытается пройти сквозь такой пол, должен сбиться и исчезнуть. Именно так обычно думают о беспорядке в кристаллах: если атомы не выстроены в идеальную решётку, тонкие квантовые эффекты должны разрушиться. Но в тонкой, всего 65 нанометров, плёнке из соединения железа и кремния (ε-FeSi) всё иначе.

В этом материале обнаружили устойчивый аномальный эффект Холла: поперечное напряжение возникает без всякого внешнего магнитного поля и не меняется при охлаждении от 200 К до самых низких температур. Такое постоянство напоминает стрелку компаса, которая всегда показывает на север, даже если сам компас трясти и переворачивать. Это прямое указание на то, что эффект рождается не из-за рассеяния на дефектах, а из-за внутренней геометрии электронных облаков — так называемой фазы Берри (скрученности волновой функции электрона при обходе замкнутого пути в кристалле).

Дополнительные измерения показали ещё одну черту, характерную для вейлевских полуметаллов — материалов, где электроны ведут себя как безмассовые частицы с определённой «рукостью» (хиральностью). В магнитосопротивлении и планарном эффекте Холла проявилась так называемая киральная аномалия: при параллельных электрическом и магнитном полях число электронов с одной «рукостью» перестаёт сохраняться, что создаёт необычный вклад в ток. По величине аномальной холловской проводимости удалось даже оценить расстояние между двумя вейлевскими точками в импульсном пространстве — около 0.36 в условных единицах.

Плёнка ε-FeSi оказалась неожиданно крепким орешком для беспорядка. Её топологический характер выживает при комнатной температуре и не требует дорогих редких металлов. Это открывает путь к дешёвым и надёжным устройствам, использующим квантовые свойства в обычных условиях. А значит, мозаичный узор из зёрен вовсе не разрушает тонкий танец электронов — он лишь добавляет ему прочности.