Американски физици от Йейлския университет и Националната лаборатория в Лос Аламос откриха специална метална сплав, чиито свойства приличат на свръхтечности. Това вещество представлява вид въртящ се лед, вътре в който се появяват аналози на квантовите вихри. Статията на учените е публикувана в списанието Nature Physics.
Спин ледът е вещество, в което ориентацията на магнитните моменти на заредените йони наподобява подреждането на водородни атоми (протони) във воден лед. Когато водата замръзне, атомите вътре в тетраедричната клетка на кристала са подредени по такъв начин, че кислородният атом на една водна молекула е заобиколен от четири протона. В този случай два протона са по-далеч от другите, тъй като принадлежат на други две водни молекули. По същия начин, при спиновия лед, магнитните моменти на два йона са насочени навътре към тетраедъра, а другите два - навън. По същество въртящият се лед е съставен от малки наномагнетици.
Физиците са изследвали вид спин лед, образуван от решетката Шакти. Той позволява много такива конфигурации на магнитни моменти, при които енергията на взаимодействие в клетките е сведена до минимум. Някои от конфигурациите обаче са в развълнувано състояние и появата им в спин лед е неизбежна. В резултат на това възниква геометрична фрустрация - явление, при което цялата система не може да бъде напълно замразена (дори при абсолютна нула), тъй като няма единично основно състояние. Това поведение е типично за всички спинове.
По време на изследването учените извършиха спиноледена фотоемизионна електронна микроскопия (PEEM), направена от пермал, сплав желязо и никел (Ni81Fe19). Облъчването на пробата с рентгенови лъчи дава възможност да се регистрират промени в магнитните моменти, които настъпват с намаляваща температура. Пробата от въртящ се лед първо се охлажда от 290 Kelvin (K) до 220 K, а след това до 180 K и по-ниска (1 K съответства на -272.15 градуса по Целзий).
Въпреки че други видове въртящ се лед възстановяват решетките си с намаляваща температура, за да достигнат най-ниското възможно енергийно състояние, се оказа, че решетката Shakti се „забива“на определено ниво. Това се случва дори ако мащабното преструктуриране на системата би могло да минимизира енергията. Според заключенията на физиците това показва, че този въртящ се лед има глобален топологичен ред и възбужданията са топологично защитени от разсейване и продължават да съществуват дълго време.
По-рано са описани топологично подредени фази за квантово-механични системи, които могат да приемат различни състояния с една и съща енергия (изродени състояния). С други думи, стабилните възбуждания в решетката на Шакти в известен смисъл приличат на квантови вихри в свръхфлуиди, които също са топологично защитени поради дегенерацията на земните състояния.