Рис. Верхняя половина рисунка показывает нормальные моды колебаний с топологическими дефектами +1 и -1 (вихри и антивихри). Нижняя половина показывает экспериментальную систему (двумерное коллоидное стекло).

В аморфных системах, таких как стекла или случайная сеть нейронных связей, топологические дефекты впервые были обнаружены в численном моделировании только в 2021 году благодаря компьютерному моделированию стеклообразных материалов, проведенному группой учёных в Миланском университете и в сотрудничестве с Маттео Баджоли из Шанхайского университета Цзяо-Тун и Тимом Сирком из Исследовательской лаборатории армии США.

Позже другие команды в Китае, Франции и США повторили наблюдение (численно на компьютере) в различных стеклянных системах и никаких доказательств существования топологических дефектов в реальных аморфных материалах до сегодняшнего дня не сообщалось.

Теперь, благодаря особым методам численного анализа, применяемым для обработки экспериментальных данных видеомикроскопии, удалось четко идентифицировать топологические дефекты в аморфном коллоидном стекле, созданном в лабораторных условиях путем случайной сборки магнитных коллоидных частиц. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications. Взаимодействие между частицами тонко настраивалось внешним магнитным полем.

Экспериментальная демонстрация существования топологических дефектов в неупорядоченных системах является поворотным моментом в физике конденсированного состояния, поскольку она открывает путь к возможности рационального контроля и манипулирования физическими свойствами аморфных материалов и систем, что имеет значение для искусственного интеллекта, нервной системы живых существ и даже крупномасштабной структуры космоса.