科学家首次观察到“电子漩涡” 有助于设计出更高效的电子产品

尽管它们是离散的粒子，但水分子以液体的形式集体流动，产生溪流、波浪、漩涡和其他经典的流体现象。虽然电流也是不同粒子（在这种情况下是电子）的构造，但粒子是如此之小，以至于当电子穿过普通金属时，它们之间的任何集体行为都会被更大的影响所淹没。但是，在某些材料和特定条件下，这种影响会逐渐消失，电子可以直接相互影响。在这些情况下，电子可以像流体一样集体流动。

据预测，在理想的条件下--在接近绝对零度的温度和纯净的无缺陷材料中--量子效应应该接管它们的运动，并允许它们作为一种电子流体流动，具有蜂蜜般的粘度。如果科学家们能够利用这一点，就可以制造出更有效的电子设备，使电力流动的阻力减少。

在新研究中，麻省理工学院的团队已经观察到了电子流体的一个明显迹象--“漩涡”。这些是流体中常见的结构，但不是电子通常可以产生的，因此它们以前从未被观察到。研究人员在二碲化钨的晶体中发现了“电子漩涡”。

该研究的共同作者Leonid Levitov说：“二碲化钨是新的量子材料之一，在这种材料中，电子具有强烈的相互作用，并表现为量子波而不是粒子。此外，这种材料非常干净，这使得类似流体的行为可以直接获得。”

在这种材料中，研究小组蚀刻了一个狭窄的通道，两侧有一个圆形的腔室，然后在其中运行电流并测量电子流。在像黄金这样的标准材料中，电子总是沿着相同的大方向流动，即使它们分散到各个腔室，然后又回到中央通道。但是在二碲化钨中，电子在圆形腔室中旋转，扭转方向并产生“漩涡”。

Levitov说：“电子漩涡在理论上是可以预期的，但一直没有直接的证据，眼见为实。现在我们已经看到了它，它是处于这个新体系中的明显标志，在这个体系中，电子表现为一种流体，而不是单个粒子。”

该团队表示，对一个长期预测的确认可以帮助科学家们设计出更高效的电子产品。

该研究发表在《自然》杂志上。