Oscillerande beteenden är allmänt förekommande i naturen, allt från planeternas banor till den periodiska rörelsen av en gunga. I rena kristallina system, presenterar en perfekt rumsligt periodisk struktur, kvantfysikens grundläggande lagar förutsäger ett anmärkningsvärt och kontraintuitivt oscillerande beteende:när de utsätts för en svag elektrisk kraft, elektronerna i materialet genomgår inte en nettodrift, utan snarare pendla i rymden, ett fenomen som kallas Bloch-svängningar. Ultrakalla atomer nedsänkta i en lätt kristall, även känd som optiska gitter, är ett av många system där Bloch-svängningar har observerats.

I allmänhet, partiklarnas rörelse påverkas av närvaron av krafter, som de som genereras av elektromagnetiska fält. I vissa kristaller, Emergent fält som påminner om elektromagnetiska fält kan också existera som en inneboende egenskap hos materialet och de kan potentiellt påverka Bloch-svängningar. Ur en matematisk synvinkel, dessa inre fält kan ta olika former. Av särskilt intresse är de fält som representeras av matematiska storheter som inte pendlar, nämligen för vilken produkten "a x b" inte är lika med "b x a". Dessa matematiska storheter, och motsvarande fysiska egenskaper, kallas vanligtvis "icke-abeliska". I naturen, generaliserade icke-abeliaska krafter krävs för att beskriva de svaga eller starka kärnkrafterna, medan elektromagnetism beskrivs enklare av abelian (pendling).

Skriver in Naturkommunikation , M. Di Liberto, N. Goldman och G. Palumbo (vetenskaplig fakultet, ULB) visar att inneboende icke-abeliska fält kan generera en ny typ av Bloch-svängningar i kristaller. Detta exotiska oscillerande fenomen kännetecknas av en multiplikation av oscillationsperioden, jämfört med den fundamentala perioden som fastställs av kristallgeometrin. Denna multiplikationsfaktor har ett djupgående ursprung, eftersom den härrör från kristallens symmetri och kan tillskrivas en topologisk invariant (en numerisk storhet som är robust under små deformationer av kristallen). Vidare, dessa exotiska Bloch-svängningar har visat sig vara perfekt synkroniserade med ett slag av inre tillstånd i kristallen. Detta arbete kastar nytt ljus över topologisk kvantmateria med icke-abelianska egenskaper.