Amerikanske fysikere fra Yale University og Los Alamos National Laboratory har opdaget en speciel metallegering, hvis egenskaber ligner superfluider. Dette stof er en slags spinis, indeni hvilke analoger af kvantehvirvler vises. Forskernes artikel blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Physics.
Spindis er et stof, hvor orienteringen af de magnetiske momenter af ladede ioner ligner arrangementet af brintatomer (protoner) i vandis. Når vand fryser, er atomer inde i en tetrahedral krystalcelle arrangeret på en sådan måde, at iltatomet i et vandmolekyle er omgivet af fire protoner. I dette tilfælde er to protoner længere end andre, fordi de hører til to andre vandmolekyler. Tilsvarende, i spinis, er de magnetiske øjeblikke af to ioner rettet indad på tetrahedronen, og de andre to - udad. I det væsentlige består spinis af små nanomagneter.
Fysikere har undersøgt en type spinis dannet af Shakti-gitteret. Det tillader mange sådanne konfigurationer af magnetiske øjeblikke, hvor interaktionsenergien i cellerne minimeres. Nogle af konfigurationer er imidlertid i en begejstret tilstand, og deres udseende i spinis er uundgåelig. Som et resultat forekommer geometrisk frustration - et fænomen, hvor hele systemet ikke kan fryses helt (selv ved absolut nul), da det ikke har en enkelt basetilstand. Denne opførsel er typisk for alle spindis.
Under undersøgelsen udførte forskerne spin is-fotoemissionselektronmikroskopi (PEEM) fremstillet af permalloy, en legering af jern og nikkel (Ni81Fe19). Bestråling af prøven med røntgenstråler gjorde det muligt at registrere ændringer i magnetiske momenter, der opstår med faldende temperatur. Spindisprøven blev først afkølet fra 290 kelvin (K) til 220 K og derefter til 180 K og derunder (1 K svarer til -272,15 grader Celsius).
Selvom andre typer spinis genopbygger deres gitter med en faldende temperatur for at nå den lavest mulige energitilstand, viste det sig, at Shakti-gitteret "sidder fast" på et bestemt niveau. Dette sker, selv hvis en storstilet omstrukturering af systemet kunne minimere energi. I henhold til fysikernes konklusioner indikerer dette, at denne spinis har en global topologisk orden, og excitationer er topologisk beskyttet mod spredning og vedvarer i lang tid.
Topologisk ordnede faser er tidligere beskrevet for kvantemekaniske systemer, der kan påtage sig forskellige tilstande med den samme energi (degenererede tilstande). Med andre ord ligner stabile excitationer i Shakti-gitteret på en måde kvantehvirvler i superfluider, som også er topologisk beskyttet på grund af degenerationen af jordtilstandene.