Ameriški fiziki z univerze Yale in Nacionalnega laboratorija v Los Alamosu so odkrili posebno kovinsko zlitino, katere lastnosti spominjajo na odvečne tekočine. Ta snov je nekakšen spiralni led, znotraj katerega se pojavljajo analogi kvantnih vrtincev. Članek znanstvenikov je bil objavljen v reviji Nature Physics.
Spin led je snov, v kateri je usmeritev magnetnih trenutkov nabitih ionov podobna razporeditvi vodikovih atomov (protonov) v vodnem ledu. Ko voda zmrzne, so atomi znotraj tetraedrske celice kristala razporejeni tako, da je atom kisika iz ene molekule vode obdan s štirimi protoni. V tem primeru sta dva protona dlje od drugih, ker spadata med dve drugi molekuli vode. Podobno so v spin ledu magnetni momenti dveh ionov usmerjeni navznoter tetraedra, druga dva pa navzven. V bistvu je spin led sestavljen iz drobnih nanomagnetov.
Fiziki so preučevali vrsto vrtečega ledu, ki ga tvori rešetka Shakti. Omogoča veliko takih konfiguracij magnetnih trenutkov, pri katerih je energija medsebojnega delovanja v celicah zmanjšana. Vendar so nekatere konfiguracije v vznemirjenem stanju in njihov videz v spiralnem ledu je neizogiben. Posledično se pojavi geometrijska frustracija - pojav, pri katerem celotnega sistema ni mogoče popolnoma zamrzniti (tudi pri absolutni ničli), saj nima enotnega osnovnega stanja. To vedenje je značilno za vse vrtičke.
Med študijo so znanstveniki izvedli elektronsko mikroskopijo z vrtenjem ledu (PEEM), izdelano iz permalloyja, zlitine železa in niklja (Ni81Fe19). Obsevanje vzorca z rentgenskimi žarki je omogočilo beleženje sprememb magnetnih trenutkov, ki se pojavljajo z zniževanjem temperature. Vzorec spin ledu smo najprej ohladili z 290 Kelvin (K) na 220 K, nato na 180 K in manj (1 K ustreza -272,15 stopinj Celzija).
Čeprav druge vrste spin ledu obnovijo svoje rešetke z zniževanjem temperature, da bi dosegle najnižje možno energijsko stanje, se je izkazalo, da se rešetke Shakti "zataknejo" na določeni ravni. To se zgodi, tudi če bi obsežno prestrukturiranje sistema zmanjšalo energijo. Glede na ugotovitve fizikov to kaže, da ima ta vrti led globalni topološki red, vzbujanja pa so topološko zaščitena pred raztresenjem in trajajo dlje časa.
Topološko urejene faze so bile predhodno opisane za kvantne mehanske sisteme, ki lahko prevzamejo različna stanja z isto energijo (degenerirana stanja). Z drugimi besedami, stabilna vzbujanja v rešetki Shakti v nekem smislu spominjajo na kvantne vrtince v presežnih tekočinah, ki so tudi topološko zaščiteni zaradi degeneracije tal.