Свет, чью электромагнитную природу впервые описал Максвелл, в разных средах ведёт себя по-разному. В новом исследовании учёные смоделировали двумерный кристалл, который одновременно поглощает свет и обладает магнитными свойствами. В такой структуре световые волны движутся подобно пассажирам на одностороннем эскалаторе: они неумолимо направляются к краям и углам, где и накапливаются. Поток энергии, описываемый вектором Пойнтинга (вектор плотности потока электромагнитной энергии), оказывается настолько устойчивым, что его невозможно сбить помехами — сама структура кристалла жёстко задаёт направление. Парадоксально, но именно потери энергии, а не её сохранение, заставляют свет концентрироваться у границ, а не рассеиваться по всему объёму. Кристалл работает как своеобразная воронка для фотонов — квантов света, — собирая их на краях. Замеры интенсивности света на краю действительно показывают резкое усиление. Раньше подобные топологические эффекты изучались лишь теоретически, а теперь это реальный объект. Поскольку свет распространяется в кристалле с меньшей скоростью, чем в вакууме, инженеры смогут использовать этот принцип для создания оптических чипов, сверхчувствительных датчиков и лазеров, не нуждающихся в зеркалах. Более того, частотный спектр волн (то есть набор цветов, составляющих свет) защищён от искажений, что подтверждает необычные свойства этого кристалла.