記者8日從寧波東方理工大學獲悉，該校助理教授余雪佳聯合新加坡南洋理工大學、中國科學技術大學等高校院所的實驗團隊，利用聲學超材料這一人工結構平台，在實驗中首次觀測到臨界拓扑現象，打破了“拓扑必須依賴能隙，而臨界點能隙消失，二者互不相容”的傳統認知，証實了即便在沒有能隙的相變臨界點，拓扑特性依然可以存在。7日，國際期刊《自然》刊發了兩篇相關研究成果。

　　多年來，所有關於臨界拓扑的預言都停留在紙面和數值模擬中。作為兩篇論文的共同通訊作者，余雪佳介紹，要在真實系統中精准到達臨界點，並讓體態完全無能隙，還要在漫天漲落的噪聲中捕捉拓扑邊緣態的信號，幾乎等同於讓高速列車在崖邊精准停穩，並檢測車輪微塵。

　　團隊歷經數年，構建起完整的“臨界拓扑”理論框架。在第一項工作中，他們成功觀測到一維周期驅動（弗洛凱）系統中臨界點處的拓扑零能模與π模，通過完整重構單周期弗洛凱算符，提取了8個實驗樣品的准能帶結構，精確鎖定了無能隙臨界相邊界，並分辨出局域於這些邊界上的臨界零模和π模。

　　在第二項工作中，團隊通過糾纏譜實現了對一維與二維臨界拓扑現象的觀測。在一維臨界拓扑態中，體態糾纏譜在0.5處呈現兩重簡並。在二維情形下，實驗首次觀測到動量分辨的糾纏譜在自旋陳絕緣體轉變處顯示出一對位於0.5的簡並模，這些特征直接對應著存在於無能隙體態連續譜中的拓扑保護角態。

　　“研究在實驗上首次觀測到臨界拓扑現象。在一維和二維聲學超材料體系中，盡管體態能隙已經完全關閉，拓扑邊緣態依然穩定存在。”余雪佳說，該發現打破了“拓扑需要有能隙”的基本信念，把拓扑物態從有能隙體系拓展到了無能隙的臨界體系，同時挑戰了統計物理中“臨界指數唯一決定普適類”的長期范式，豐富了統計物理中相變研究的基本框架，意味著相變分類需要從“臨界指數”擴展為“臨界指數+拓扑”。（記者夏凡 吳長鋒 通訊員姚瑤）