^{Открытие топологических изоляторов было одним из самых сенсационных достижений за последнее десятилетие в области физики конденсированных сред.}

^{Топологические изоляторы -  интересный класс твердых веществ, которые  проводят электрический ток на своей поверхности, как металл, но, как резина, блокируют прохождение тока через их  внутренности. Они ведут  двуликим образом, несмотря на то, что их химический состав одинаков и внутри, и снаружи.}

^{Предсказывалось открытие многочисленных необычных электронных состояний и развитие новых направлений разработок для квантовых компьютеров. Но большинство из предсказанных явлений до сих пор не наблюдались. Исследование поверхностных свойств одного из ферромагнитных топологических изоляторов показало, что эти материалы оказались несколько иными.}

^{Исследование, проводимое Брукхейвенской национальной лабораторией в США, выявило некое рассогласование фундаментальных свойств электронов поверхности, известных как "масса Дирака".  Аналогично тому, как элементарные частицы получают массу из-за взаимодействия с недавно подтвержденным хиггсовским полем, масса Дирака является результатом взаимодействия  частиц на поверхности  с магнитными полями. Эти поля создаются при замещении атомов материала в кристаллической решетке на магнитные атомы, преобразуя материал в ферромагнитный топологический изолятор.}

^{Ученые обнаружили, что масса Дирака чрезвычайно неупорядочена на наноуровне. Выражаясь языком физики элементарных частиц,  аналогичная ситуация возникла бы, если поле Хиггса имело бы случайное значение в каждой точке пространства, и масса электрона ( соответственно, масса автомобиля или человека) хаотически менялась бы в зависимости от местонахождения.}

^{В ферромагнитных топологических изоляторах такой хаос в конечном итоге разрушает экзотическое состояние поверхности.}

На рисунке  -  атомы хрома из легирующей примеси на поверхности топологического изолятора.

^{Эти результаты объясняют, почему многие из электронных явлений , которые, как ожидалось, должны присутствовать в ферромагнитных топологических изоляторах, на самом деле подавляются самими атомами, генерирующими это состояние.}

^{В Брукхейвенской лаборатории ученые занимались кристаллами почти идеальных ферромагнитных топологических изоляторов, выращенных там же. Они использовали  туннельный микроскоп SI-СТМ для сканирования поверхности  кристаллов атом за атомом. Этот высокоточный инструмент может одновременно выявить позиции магнитных атомов в легирующей примеси.}

^{До этого исследования предполагалось, что магнитные атомы легирующей примеси не вредят экзотическому состоянию поверхности топологических изоляторов. Но ранее  влияние пространственного расположения магнитных атомов в примеси на массу Дирака  не исследовалось.}

^{Сканируя атом за атомом с помощью SI-СТМ, ученые выявили не только существенный беспорядок в массе Дирака на наноуровне, но также показали, что это рассогласование напрямую связано с колебаниями плотности магнитных атомов легирующей примеси на различных участках поверхности кристалла.}

^{Конечно, если ученые смогут разработать способы контроля легирующей примеси, они все еще могут найти путь ко всем будущим экзотическим устройствам, которые ожидались от ферромагнитных топологических изоляторов.}