Scuotere un sistema fisico in genere lo riscalda, nel senso che il sistema assorbe continuamente energia. Quando si considera un modello di agitazione circolare, la quantità di energia che viene assorbita può dipendere potenzialmente dall'orientamento della trasmissione circolare (senso orario/antiorario), un fenomeno generale noto come dicroismo circolare.

Nel 2017, Nathan Goldman (ULB, Bruxelles), Peter Zoller (IQOQI, Innsbruck) e colleghi hanno predetto che il dicroismo circolare può essere quantizzato nei sistemi quantistici (il riscaldamento è quindi vincolato da numeri interi stretti) formando uno "stato topologico". Secondo questa previsione teorica, la quantizzazione dell'assorbimento di energia su guida circolare può essere direttamente correlata alla topologia, un concetto matematico fondamentale che caratterizza questi intriganti stati della materia.

Scrivendo in Fisica della natura , il gruppo sperimentale di Klaus Sengstock e Christof Weitenberg (Amburgo), in collaborazione con il team di Nathan Goldman, relazioni sulla prima osservazione del dicroismo circolare quantizzato. Seguendo la proposta teorica di Goldman, Zoller et al., gli sperimentali realizzarono uno stato topologico utilizzando un gas atomico ultrafreddo sottoposto a luce laser, e studiato le sue proprietà di riscaldamento su agitazione circolare del gas. Monitorando finemente i tassi di riscaldamento del loro sistema, per un'ampia gamma di frequenze di guida, sono stati in grado di convalidare la legge di quantizzazione prevista da Goldman, Zoller et al. nel 2017, in accordo con lo stato topologico sottostante realizzato in laboratorio.

Al di là della bellezza di questo fenomeno, che collega i processi di riscaldamento alla topologia attraverso un'elegante legge di quantizzazione, i risultati riportati in questo lavoro designano le misurazioni del riscaldamento come una sonda potente e universale per stati esotici della materia.