Ką darys elektronai, kurie keliaudami elektros laidininku pateks į žiedo formą turinčią vietą? Pasak Kirchhoffo dėsnių, srovė, o tuo pačiu ir elektronai, pasidalys abiejose žiedo pusėse po lygiai ir kitoje žiedo pusėje vėl susidės ir tęs kelionę. Kvantų pasaulyje viskas atrodys kiek kitaip. Jeigu žiedo skersmuo bus vos keli šimtai nanometrų, lemiamą vaidmenį ims vaidinti banginė krūvininkų prigimtis.

   Dar šeštajame dešimtmetyje tai suprato Jakiras Aharonovas ir Davidas Bohmas, išpranašavę jų vardu pavadintą efektą, ir Gotfriedas Mollenstedtas, kuris po kelių metų tą efektą aptiko eksperimentiškai. Fizikai nustatė, kad elektronų bangos fazę galima pakeisti magnetiniu lauku. Kitaip tariant, banga yra kiek pastumiama į kairę ar dešinę. Jeigu šitaip pradėsime veikti elektronų bangas, sklindančias žiedu, pasireikš jų interferencija.

Paveikslėlyje yra parodytas kvantinis žiedas, jo elektriniai prievadai ir valdymo kontaktai. Šviesesnėse srityse yra nelaidi, oksiduota medžiaga. Srovė teka iš "source" į "drain". Keturi elektrodai leidžia keisti srovės stiprį, o elektrodai pg1 ir pg2 skirti žiede esančių elektronų skaičiaus reguliavimui.

   Žiede elektronų banga gali egzistuoti tiktai tuo atveju, kai jo perimetre telpa sveikas bangos ilgių skaičius - šiuo atveju yra kalbama apie "kvantuotą energijos lygmenį", panašų į tuos, kuriuos turime atomuose. Tokie energijos lygmenys yra stebimi ir žiedo formos molekulėse, pavyzdžiui, benzole. Dabar Andreas Fuhreris iš Ciuricho technikos universiteto sugebėjo sukurti dirbtines žiedines struktūras ir ištyrė jų energijų spektrą.

   Lemiamą reikšmę šiame eksperimente turėjo labai mažų laidžių žiedų pagaminimas. Tam fizikai panaudojo atominės jėgos mikroskopą, kuris paprastai yra naudojamas atominių darinių tyrimams. Jį panaudojus kaip pieštuką aliuminio galio arsenido ir galio arsenido padėklo paviršiuje buvo braižomos nelaidžios sritys. Būtent šių dviejų puslaidininkių riboje egzistuoja plokščia, labai laidi zona, vadinama dvimatėmis elektronų dujomis.

   Prijungus tarp mikroskopo adatos smaigalio ir paviršiaus įtampą, medžiaga oksiduodavosi ir atsirasdavo nelaidi sritis. Laidžiu buvo paliekamas tik apie 260 nm skersmens žiedelis, du elektriniai prievadai ir šeši valdymo elektrodai. Mokslininkai stebėjo, kaip mažuoju žiedu teka elektros srovė, kai ją veikia labai silpni, iki 300 mT magnetiniai laukai. Jie sugebėjo aptikti skirtingus energijos lygmenis ir parodė, kad elektronai elgiasi taip, kaip buvo numatyta kvantinės teorijos.

   Ateityje tai bus galima pritaikyti kituose eksperimentuose, kurie leis geriau suprasti tokių sudėtingų sistemų elgseną. Galbūt žiedelius pavyks panaudoti ir naujoviškuose elektronikos prietaisuose.