关键词：电子分数化；涌现部分子；分数量子霍尔液体；强关联量子物态；共振非弹性光散射；拓扑量子计算

       电子没有被切碎：南大实验证实量子集体中电子可涌现出量子 “分身”

       长期以来，在粒子物理标准模型中，电子是不存在内部结构的基本粒子，无法被切分成更小的物质单元。南京大学杜灵杰教授团队发表在《自然・物理》上的最新研究，厘清了网络上广为流传的认知误区：单个电子本身依旧不可分割；但在极低温、强磁场的二维半导体体系中，大量电子凝聚形成强关联量子集体后，整个体系会自发涌现出多个可以独立运动的准粒子 —— 部分子（parton）。该成果于 2026 年 6 月 22 日正式刊发。

一、科学澄清：不存在单个电子被物理拆分

       不少自媒体将这项实验简化为 “电子被拆开”，这种说法极易误导大众。

       按照论文与官方通稿的严谨表述：电子本身没有被物理 “切碎”。我们可以沿用通俗类比：一名演奏者加入交响乐团后，合奏会分化出多个独立声部，演奏者自身始终保持完整；当海量电子凝聚成分数量子霍尔液体时，整个集体的量子态会分化为多个独立的部分子准粒子。

       团队采用共振非弹性偏振光散射技术，在高迁移率砷化镓二维量子阱中，捕捉到两组相互独立的引力子模激发信号。实验中，研究人员将其中一类部分子调控为电中性，对应的一路激发信号随之消失，另一路信号依然稳定存在。两组可独立调控的观测结果形成完整证据链，证明两类引力激发源自不同的部分子，首次实验证实引力子模来源于部分子的几何振荡，为涌现部分子理论提供了直接实验支撑。

二、学术突破：把电子分数化研究推向新层次

       分数量子霍尔效应是凝聚态物理的重大发现，曾斩获诺贝尔物理学奖。以往实验只观测到电子电荷分裂为分数电荷，本次实验把观测推进到更高能区，直接锁定了部分子的动力学行为，将电子分数化研究从单纯的 “电荷拆分” 拓展到 “集体准粒子分化” 层面，极大拓展了人类对强关联拓扑量子物质的认知边界。

三、应用前景：为拓扑容错量子计算筑牢物理根基

       当前半导体芯片只能调控电子的电荷、自旋两个自由度。一旦实现对这类涌现部分子的精准驾驭，就可以解锁电子的第三个调控维度。这类分数化准粒子具备天然拓扑保护特性，有望用来构建容错拓扑量子比特，为下一代算力革命开辟全新的底层物理路径。

       需要客观说明：现阶段该成果仍属于基础凝聚态物理研究，距离工程化量子器件落地还有较长的技术转化周期。

参考文献

[1] Yang Z H, Wang Y F, Lu X Y, et al. Emergent partons in fractional quantum Hall systems[J]. Nature Physics, 2026.

DOI:10.1038/s41567-026-03338-9

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41567-026-03338-9?webview_progress_bar=1&show_loading=0&push_animated=1&theme=light

[2] 南京大学物理学院。杜灵杰团队首次观测到半导体电子的碎裂行为 [EB/OL]. https://www.nju.edu.cn/info/1067/475281.htm, 2026-06-25.

[3] 人民网。我国科学家实验证实半导体中 “电子可分”[EB/OL]. http://sc.people.com.cn/n2/2026/0624/c345167-41619443.html, 2026-06-24.

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