近日，中国科学技术大学等团队在拓扑与量子物理前沿研究中取得进展，利用声子晶体系统首次观测到无能隙临界拓扑态。

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▲艺术化示意图：相变边界上的临界拓扑现象（中国科学技术大学供图）

过往拓扑物理领域普遍认为，拓扑物态的产生必须以有限能隙为基础。近年来提出的无能隙临界拓扑态概念仅停留在理论预言阶段，始终缺乏实验证实，未被主流拓扑物理认可。

联合团队采用独特的声子测量方式，完成临界拓扑态的测量和表征，发现拓扑导致的多临界现象。团队还通过拓扑声子晶体设计，在二维系统中实现并直接观测临界拓扑态，将临界拓扑态扩展到二维系统中。

研究同时明确区分了无能隙临界拓扑态与半金属无能隙拓扑态，表明拓扑物理可存在于无能隙希尔伯特空间，发现了连续谱中的拓扑局域态，这在光学、声学领域具有重要应用价值。

在基础科学层面，这一成果证实量子临界点可能具有拓扑特性，即量子相变也可以具有拓扑特性，甚至可以用拓扑指标来分类量子临界点，丰富了对于相变和临界现象的认知。

来源：中国科学技术大学

责任编辑：侯茜