拓扑效应可能隐藏在十分普通的材料里面，等待着揭示奇异的新粒子或支持量子计算。理论物理学家Charles Kane从来没有想过会与拓扑学家一起狂欢。在过去十年里，他们发现拓扑学可提供对材料物理特性的独特见解，例如一些绝缘体如何能够出其不意地沿着它们表面上的单原子层导电。现在，拓扑物理学正蓬勃发展：固体物理学领域的论文的标题中“拓扑”这个词的出现频率越来越高。
科学家们希望拓扑材料最终可以应用在更快，更高效的计算机芯片中，甚至是引人遐想的量子计算机中。这些材料已经被用作虚拟实验室来测试对奇异且未知基本粒子的预想及物理定律。许多研究人员说，拓扑物理学的真正意义将是对物质本质的更深层次的了解。
亚原子粒子的一些最基本的特性在本质上是拓扑的。以电子自旋为例，它可以指向上或下。
将电子自旋由上翻转至下，然后再翻转向上，你可能会认为360°旋转将使粒子返回到原始状态。但事实并非如此。在量子物理的奇怪世界中，电子也可以用包含粒子信息（例如在特定自旋态下发现它的可能性）的波函数表示。反直觉地，360°旋转实际上移动了波函数的相位，使得波的波峰变成波谷，反之亦然。需要再来一个完整的360°旋转才能使电子及其波函数恢复到起始状态。
在过去十年里，他们发现拓扑学可提供对材料物理特性的独特见解，例如一些绝缘体如何能够出其不意地沿着它们表面上的单原子层导电。其中的一些拓扑效应在20世纪80年代被发现，但直到几年前研究人员才开始意识到，它们可能比任何人所预期的都更加普遍和离奇。现在，拓扑物理学正蓬勃发展：固体物理学领域的论文的标题中“拓扑”这个词的出现频率越来越高。而且实验学家们接下来会更加繁忙。
发表在今年7月20日《自然》第298页的一项研究公布了可能具有拓扑效应的材料的图集，给物理学家提供了更多寻找如外尔费米子或量子旋转液体之类的物质奇异态的地方。