Peneliti di TU Wien menemukan material di mana elektron tidak lagi bertindak seperti partikel berbeda, namun masih menunjukkan sifat topologis yang dianggap memerlukan perilaku tersebut. Penemuan ini pada senyawa CeRu₄Sn₆ menantang asumsi lama dalam fisika kuantum. Temuan tersebut menunjukkan bahwa keadaan topologis lebih universal daripada yang diyakini sebelumnya.
Fisikawan secara tradisional menggambarkan elektron sebagai partikel kecil yang bergerak melalui material, model yang mendasari penjelasan arus listrik dan konsep canggih seperti keadaan topologis materi. Keadaan ini, yang memenangkan Hadiah Nobel pada 2016, diasumsikan bergantung pada elektron yang memiliki posisi dan kecepatan yang jelas. Namun, studi dari TU Wien mengungkapkan bahwa gambaran partikel ini bisa runtuh sepenuhnya sementara fitur topologis tetap ada. Material yang dimaksud, CeRu₄Sn₆—senyawa cerium, ruthenium, dan timah—diteliti pada suhu sedikit di atas nol absolut. Di sana, ia menunjukkan perilaku kritis kuantum, berfluktuasi antara dua keadaan tanpa menetap pada satu. «Dekat nol absolut, ia menunjukkan jenis perilaku kritis kuantum tertentu,» kata Diana Kirschbaum, penulis utama studi. «Material ini berfluktuasi antara dua keadaan berbeda, seolah tidak bisa memutuskan mana yang diambil. Dalam rezim fluktuasi ini, gambaran kuasipartikel dianggap kehilangan maknanya.» Meski demikian, eksperimen mendeteksi efek Hall anomali spontan pada material tersebut, di mana pembawa muatan menyimpang tanpa medan magnet eksternal—ciri khas sifat topologis. Efek ini paling kuat di tengah fluktuasi terbesar dan hilang ketika ditekan oleh tekanan atau medan magnet. «Efek topologis paling kuat tepat di mana material menunjukkan fluktuasi terbesar,» tambah Kirschbaum. «Ketika fluktuasi ini ditekan oleh tekanan atau medan magnet, sifat topologis hilang.» Prof. Silke Bühler-Paschen, dari Institut Fisika State Padat TU Wien, menyoroti kejutan itu: «Ini kejutan besar. Menunjukkan bahwa keadaan topologis harus didefinisikan secara umum.» Kolaborator di Rice University, termasuk Lei Chen dan Prof. Qimiao Si, mengembangkan model teori yang menghubungkan kritis kuantum dengan fase semimetal topologis yang muncul. Penemuan ini menyiratkan bahwa perilaku seperti partikel tidak esensial untuk topologi, yang muncul melalui perbedaan matematis lebih abstrak. Membuka jalan baru untuk menemukan material topologis di sistem kritis kuantum, berpotensi memajukan penyimpanan data kuantum dan sensor. Hasilnya muncul di Nature Physics (2026).