第227章 洗不掉的杂质

徐辰没有说话，只是静静地盯著那条“完美”的曲线。

实验室里一片死寂，只有仪器运转的嗡嗡声。

“师兄，”徐辰突然开口，打破了沉默，“你刚才说，这个材料是反铁磁，所以宏观磁矩m几乎为零，对吧？”

“那肯定啊。”张乐阳有气无力地瘫在椅子上，隨手拿起一支笔在空中比划，“洛伦兹力嘛，f=qvb。没有磁矩m提供內稟磁场b，电子凭什么转弯？除非……”

“除非什么？”徐辰追问道。

张乐阳苦笑一声：“除非电子自己『想』转弯。但这怎么可能？mn?sn是反铁磁体，磁矩抵消了，空间反演对称性虽然破缺了，但宏观上它就是个『磁性哑巴』。电子在里面跑，理论上应该像在高速公路上走直线才对。”

“走直线？”徐辰敏锐地抓住了这个词，嘴角微微上扬，“师兄，如果高速公路本身就是弯的呢？”

张乐阳愣了一下：“什么意思？你是说晶格畸变？”

“不，是更本质的东西。”

徐辰拿起笔，在草稿纸上画了一个倒空间的示意图，一边画一边说道：“师兄，你还记得这几年数学物理界很火的那个概念吗？贝里曲率，记作Ω。”

张乐阳眉头紧锁，思索道：“听说过，那是拓扑物理里的概念，描述的是波函数在参数空间演化时的几何相位……等等！”

张乐阳猛地坐直了身体，眼睛瞪大：“你的意思是，把倒空间看作一个流形？”

“没错。”徐辰点了点头，笔尖在纸上飞快地写下了一个修正后的公式：

rxy∝m+∫Ωdkr_{xy}propto m +int omega dkrxy∝m+∫Ωdk

他指著那个多出来的积分项，语气平静却充满力量：

“经典物理只看到了第一项m。当m趋近於零时，大家就觉得霍尔效应也该消失。但是，如果第二项——这个纯几何的积分项，它不仅不为零，反而很大呢？”

张乐阳盯著那个公式，呼吸开始急促起来，作为物理博士的直觉被瞬间唤醒：“你是说……虚磁场？虽然没有实体的磁矩m，但电子在倒空间运动时，感受到了由晶体几何结构產生的『等效磁场』？”

“对。”徐辰指著墙上的晶体结构图，“你们这个材料，空间群 p63/mmc，虽然是反铁磁，但它的磁结构破坏了时间反演对称性。在倒空间里，这种特殊的对称性破缺，极有可能会让能带结构发生剧烈的扭曲。”

徐辰手中的笔尖重重地点在纸上：

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“简单说：不需要有铁（磁矩 m），只要空间的几何结构（Ω）扭曲得够厉害，电子照样会跑出弧线，產生巨大的霍尔电压。”

“这叫……拓扑霍尔效应。”

……

张乐阳听得目瞪口呆。“拓扑……霍尔效应？”他喃喃自语，“可是，这通常只在那些极端的拓扑材料里才有啊，我们这个……”