维也纳工业大学的研究人员宣布，他们发现了一种量子材料，在这种材料中，电子不再表现得像粒子，但仍然表现出奇异的拓扑态，这挑战了人们对量子物理学的传统理解。这项于2026年1月15日发表的发现表明，先前被认为依赖于电子的粒子行为的拓扑态，比以前认为的更基本和更普遍。

几十年来，物理学家一直认为，尽管量子力学规定了电子位置的不确定性，但电子本质上是像微小粒子一样在材料中移动。这项新的研究表明，这种基于粒子的模型并不是拓扑态出现的先决条件。这些状态的特征是独特的量子特性，这些特性对缺陷和干扰具有鲁棒性，使其在先进电子和量子计算应用中具有吸引力。

“这是一个范式转变，”维也纳工业大学的首席研究员安娜·穆勒博士说。“我们已经表明，控制这些材料的底层物理学比我们最初认识到的要丰富得多。粒子图像的崩溃并不一定意味着有趣的物理学的终结；事实上，它为探索开辟了全新的途径。”

该团队的工作重点是他们在实验室合成的一种新型量子材料。通过结合先进的光谱技术和理论建模，他们观察到材料中的电子不再表现为具有明确轨迹的单个粒子。相反，它们的行为更类似于集体激发，其中电子的个体身份变得模糊。尽管这种行为偏离了粒子行为，但该材料仍然表现出强大的拓扑态。

这一发现的意义扩展到开发具有定制特性的新型量子材料。目前正在探索将拓扑材料用于自旋电子学、量子计算和高效能量转换。即使电子不表现为粒子，这些状态也可能存在，这一发现扩大了可以考虑用于这些应用的材料范围。

“这项研究可能会彻底改变我们设计和制造量子设备的方式，”麻省理工学院的材料科学家大卫·陈博士说，他没有参与这项研究。“通过理解控制拓扑态的基本原理，我们有可能创造出具有前所未有功能的材料。”

维也纳工业大学的研究团队计划进一步研究这种新型材料的特性，并探索粒子图像崩溃的其他系统。他们还在努力开发新的理论框架，以更好地理解这些奇异材料中拓扑态的出现。下一步是与行业合作伙伴合作，探索这些发现的商业应用潜力，特别是在开发更强大和更高效的量子计算架构方面。