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旯旮模式对无序的鲁棒性。图片来源：当然物理学。（2024） https://doi.org/10.1038/s41567-024-02617-7

时时，电子是摆脱剂，不错沿任何场所穿过大大批金属。当它们碰到圮绝物时，带电粒子会受到摩擦并像碰撞的台球雷同立时散布。

但在某些奇特的材料中，电子似乎是一心一意地流动的。在这些材料中，电子可能会被锁定在材料的旯旮并沿一个场所流动，就像蚂蚁沿着毯子的限度单列行进雷同。

在这种萧瑟的“旯旮状况”下，电子不错无摩擦地流动，当它们粘在以驾御为中心的流动上时，它们不错绝不沉重地绕过圮绝物滑动。与材料中的通盘电子无电阻流动的超导体不同，旯旮模式佩带的电流仅发生在材料的限度处。

现时，麻省理工学院的物理学家仍是径直不雅察到了超冷原子云中的旯旮态。该团队初次捕捉到原子沿限度无阻力流动的图像，即使其旅途上放弃了圮绝物。

该成果发表在《当然物理学》上，不错匡助物理学家驾御电子在材料中流动而不会产生摩擦，从而完了能量和数据的超高效、无损传输。

“你不错念念象用顺应的材料制作小块并将其放入异日的设备中，这么电子就不错沿着电路的旯旮和不同部分穿梭而不会有任何亏空，”该盘问的合著者、麻省理工学院物理学助理栽种理查德·弗莱彻 （Richard Fletcher） 说。

“不外，我要强调的是，对咱们来说，微妙之处在于亲眼看到物理学，这十足令东谈主难以置信，但时时荫藏在材料中，无法径直不雅看。”

麻省理工学院这项盘问的合著者包括盘问生 Ruixiao Yao 和 Sungjae Chi、前盘问生 Biswaroop Mukherjee 博士和 Airlia Shaffer 博士，以及 Thomas A. Frank 物理学栽种 Martin Zwierlein。合著者皆是麻省理工学院电子盘问实验室和麻省理工学院-哈佛超冷原子中心的成员。

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物理学家起原征引旯旮态的意见来解释一种奇怪的表象，今天被称为量子霍尔效应，科学家们于 1980 年在分层材料的实验中初次不雅察到这种表象，其中电子被放弃在二维空间中。这些实验是在超冷条目和磁场下进行的。

当科学家们试图通过这些材料发送电流时，他们不雅察到电子并莫得径直流过材料，而是以精准的量子部分积蓄在一侧。

为了试图解释这种奇怪的表象，物理学家建议了这些霍尔电流由旯旮态佩带的念念法。他们建议，在磁场下，外加电流中的电子不错偏转到材料的旯旮，在那边它们会以一种不错解释起原不雅察的模式流动和积蓄。

“电荷在磁场下的流动模式标明必须存在旯旮模式，”Fletcher 说。“但确实看到它们是一件额外寥落的事情，因为这些状况发生在飞秒内，况且向上了几分之一纳米，这额外难以捕捉。”

Fletcher 和他的共事们意志到，他们可能或者在更大、更易不雅察的系统中重现疏通的物理场，而不是尝试在旯旮状况中捕捉电子。该团队一直在盘问超冷原子在用心筹算的安装中的举止，该安装模拟了磁场下电子的物理特质。

“在咱们的缔造中，疏通的物理表象发生在原子中，但发生在毫秒和微米之间，”Zwierlein 解释说。“这意味着咱们不错拍摄图像并不雅察原子基本上永远沿着系统的旯旮爬行。”

旋转的宇宙

在他们的新盘问中，该团队使用梗概 100 万个钠原子的云，将其相连在一个激光适度的陷坑中，并冷却到纳开尔文温度。然后，他们驾御陷坑使原子旋转，就像游乐土 Gravitron 上的骑手雷同。

“陷坑试图将原子向内拉，但有离心力试图将它们向外拉，”Fletcher 解释说。

“这两种力是相互均衡的，是以淌若你是一个原子，你会以为你生存在一个平坦的空间中，即使你的宇宙在旋转。还有第三种力，即科里奥利效应，淌若它们试图沿一条直线移动，它们就会发生偏转。是以这些大质地原子现时的举止就像它们是生存在磁场中的电子雷同。

在这个编造的践诺中，盘问东谈主员随后引入了一个“旯旮”，即激光环的表情，它在旋转的原子周围酿成了一个圆壁。当该团队拍摄该系统的图像时，他们不雅察到当原子碰到光环时，它们会沿着光环的旯旮向一个场所流动。

“你不错念念象这些就像你在碗中快速旋转的弹珠，它们仅仅在碗的旯旮束缚地绕着，”Zwierlein 说。“莫得摩擦。莫得放慢，也莫得原子流露或散射到系统的其余部分。唯有闲雅、连贯的经过。

“这些原子在无摩擦的情况动了数百微米，”弗莱彻补充谈。“流动那么万古候，莫得任何散射，是你在超冷原子系统中时时看不到的一种物理学类型。”

即使盘问东谈主员在原子的旅途上放弃了一个圮绝物，比如放慢带，以光点的表情，他们沿着原始激光环的旯旮映照，这种松驰的流动也能保握下来。即使他们碰到了这个新的圮绝，这些原子也莫得降速流动或散布开来，而是像凡俗雷同毫无嗅觉地滑过。

“咱们特意发送这个大的、令东谈主摈斥的绿色雀斑，原子应该会从它身上反弹，”弗莱彻说。“但相悖，你看到的是他们神奇地找到了绕过它的路，回到墙边，不时他们安闲的旅程。”

该团队对原子的不雅察记载了琢磨发生在电子中的疏通业为。他们的成果标明，原子的缔造是盘问电子在旯旮状况下举止的可靠替代品。

“这是一个额外漂亮的物理学的额外干净的完了，咱们不错径直阐发这个旯旮的进攻性和确实性，”Fletcher 说。“现时一个当然的场所是向系统中引入更多的圮绝和交互，在那边，事情变得愈加不瓦解会发生什么。”

更多信息：Ruixiao Yao et al， Observation of chiral edge transport in a rapid rotation quantum gas， 当然物理学 （2024）.DOI： 10.1038/s41567-024-02617-7

期刊信息： Nature Physics国产 女同