圖：食鹽晶體結構具有不尋常的分數角落電荷。

　　【大公報訊】實習記者柯穎敏報道：香港科技大學與東京大學近日發布的一項研究指出，食鹽（氯化鈉）的離子晶體結構具有拓撲學意義上的不平庸性，意即食鹽立方晶體的角落實帶有不尋常的分數電荷。科大物理系的傅凱駿助理教授表示，是此研究加深了對鹽形成和溶解背後機制的理解，未來有機會為我們帶來新的微型量子導體。有關研究結果已獲美國物理學會出版的「物理評論X」刊載。

　　在日常生活中，我們可以接觸各式各樣的先進材料，許多電子設備都是通過特性各異的材料創造而成。以智能手機為例，其外殼和強化玻璃熒幕便包含了金、銀、銅、錫等金屬以及玻璃、雲母等絕緣體的電路板。近年來，物理學家們發現，拓撲學為研究材料的物理性質提供了獨特的視角。

　　拓撲學，作為一門抽象的數學分支學科，主要研究空間內，在連續變化下維持不變的性質。例如，我們可以拉扯、擠壓一件短袖T恤，但只要不將它撕爛，它依然會有四個開口：頸部、腰部及雙手。在2016年諾貝爾物理學獎所強調的物質拓撲相變的理論指出，拓撲絕緣體的體內與普通的絕緣體一樣，是不導電的，但是在它的邊界或表面會存在導電的邊緣態。這種神奇的材料不能被簡單定義為金屬或者絕緣體，而是兩者的自然結合。

　　食鹽（氯化鈉），一個擺放在餐桌角落，重要卻不起眼的角色。對於這種日常生活用品，大部分人難以將其與深奧的拓撲學聯想在一起。然而，根據科大物理系的傅凱駿助理教授和東京大學的渡邊悠樹教授共同進行的研究發現，食鹽亦具有「高階拓撲性」。

　　科大物理系的傅教授說：「通過食鹽，我們每天都把比電子更少的有效電荷吃進肚裏而不自知。」從理論上說，雖然食鹽屬於離子晶體，從內到外必然是一貫絕緣，但研究團隊指出，食鹽立方晶體的角落所帶有的有效電荷，正好是基本電荷的八分之一。這種拓撲特性的穩健性同時意味着，若把食鹽晶體換成氯化銀或者氟化鉀，結果仍將保持不變。

　　傅教授表示，這項研究表明了大量的離子晶體亦具有類似的拓撲特徵，由此延伸探索，未來有機會為微型量子導體的研發開拓出新的方向。