中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 方夢宇）近日，記者從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校蔣建華教授團隊聯(lián)合香港大學(xué)、寧波東方理工大學(xué)、蘇州大學(xué)等單位的科研人員，在拓?fù)淞孔游锢眍I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“從0到1”的重大突破：利用聲子晶體平臺，第一次實實在在地觀測到無能隙臨界拓?fù)鋺B(tài)，證實了即便在沒有能隙的相變臨界點，物質(zhì)依舊可以擁有拓?fù)涮匦?。這改寫了人們對拓?fù)湮飸B(tài)的傳統(tǒng)認(rèn)知。相關(guān)成果發(fā)表于《自然》期刊上。

拓?fù)湮锢砗土孔游锢硎乾F(xiàn)代物理的關(guān)鍵前沿領(lǐng)域。二者的結(jié)合產(chǎn)生了拓?fù)湮飸B(tài)、拓?fù)湎嘧兊蓉S富的物理現(xiàn)象。長期以來，人們普遍認(rèn)為有限的能隙是產(chǎn)生拓?fù)湮飸B(tài)的基本條件，就像堤壩攔住水流，只有依靠這道屏障，才能維持住內(nèi)部絕緣、邊緣特殊傳導(dǎo)的奇異拓?fù)湮锢憩F(xiàn)象。

近年來，一些理論提出了無能隙的臨界拓?fù)鋺B(tài)的概念，并預(yù)言了一些系統(tǒng)可以出現(xiàn)傳統(tǒng)拓?fù)淅碚摕o法描述的無能隙臨界拓?fù)鋺B(tài)。然而，這些概念和理論始終沒有被實驗證實，因此一直游離在主流拓?fù)湮锢碇狻?/p>

想要看見“看不見”的臨界拓?fù)洌托枰碌奶綔y工具。研究團隊運用自主發(fā)展的獨特聲子測量手段，繞開“能隙”的限制，借助糾纏熵、糾纏譜這一套特殊的觀測方法，得以把臨界點上的拓?fù)湫盘栕ト〕鰜恚瓿闪藢υ撏負(fù)湮飸B(tài)完整的實驗表征，從而首次明確證實了臨界拓?fù)鋺B(tài)的存在。研究還發(fā)現(xiàn)了由拓?fù)湫?yīng)引發(fā)的多臨界現(xiàn)象，加深了人們對物質(zhì)相變、臨界現(xiàn)象的理解。另外，此前相關(guān)理論研究大多局限在一維體系。研究中，蔣建華團隊通過巧妙設(shè)計拓?fù)渎曌泳w，成功把臨界拓?fù)鋺B(tài)拓展到二維系統(tǒng)，并完成了直接實驗觀測。

這項基礎(chǔ)研究刷新了學(xué)界對量子相變的理解：量子相變發(fā)生的臨界點本身，就可以攜帶拓?fù)鋵傩?，未來甚至可以用拓?fù)渲笜?biāo)給不同的量子臨界點做分類。另外，從材料科學(xué)的角度看，臨界拓?fù)淇梢援a(chǎn)生一類連續(xù)譜里的拓?fù)渚钟驊B(tài)，在聲學(xué)、光學(xué)器件研發(fā)方面有潛在的應(yīng)用前景。