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这种量子材料打破了规则——并揭示了新物理
电子通常被描述为粒子，但在一种罕见的量子材料中，这种说法完全不成立。量子物理学表明，粒子的行为不像具有固定位置的固体。相反，它们的行为也像波浪，这意味着它们在空间中的确切位置无法确定。即便如此，在许多实际情况下，科学家 [...]
来源:SciTech日报电子通常被描述为粒子，但在一种罕见的量子材料中，这种说法完全不成立。
量子物理学表明，粒子的行为不像具有固定位置的固体。相反，它们的行为也像波浪，这意味着它们在空间中的确切位置无法确定。即便如此，在许多实际情况下，科学家仍然可以依赖熟悉的经典描述。他们通常将粒子想象成以一定速度穿过空间的微小物体。
这种简化的视图在解释电流如何穿过金属时特别有用。物理学家通常将电流描述为电子冲过材料，在电磁力的作用下电子被推动、减慢或改变方向。
当粒子图片崩溃时
许多现代理论也建立在这种基于粒子的描述之上。一个突出的例子是物质拓扑态的概念，这一突破性成果赢得了 2016 年诺贝尔物理学奖。这些理论假设电子的行为就像具有清晰能量和速度的粒子。
然而，研究人员已经确定了该图片不再适用的材料（请参阅下面的出版物）。在这些情况下，电子不能被描述为具有精确位置或单一明确速度的小物体。
现在，维也纳工业大学的一个团队证明，即使电子失去这种粒子状行为，材料仍然可以表现出拓扑特性。到目前为止，这些特性一直是使用基于粒子的模型来解释的。新的结果表明，拓扑学的应用比预期更广泛，将曾经看似不相容的想法结合在一起。
当粒子图片不再有意义时
拓扑与甜甜圈有什么关系
同时，理论研究表明，这种材料应该具有拓扑态。 “拓扑一词来自数学，用于区分某些几何结构，”Silke Bühler-Paschen 解释道。