电子系统中的自发对称破缺被证明是难以捉摸的

RIKEN物理学家在一项新的研究中发现，晶体中的微小应变会导致电子以一种令人惊讶的方式表现，这与一种备受追捧的机制非常相似。根据这一发现，可能需要重新评估之前的研究。

这些发现发表在《物理评论X》杂志上。

对称性是物理学中一个非常重要的概念，因为它可以大大简化复杂系统的分析。自发对称破缺（SSB）是RIKEN新兴物质科学中心的Christopher Butler特别感兴趣的领域。巴特勒说：“SSB是一种具有根本重要性的现象，支撑着相变的物理学，从液体的冻结到著名的希格斯机制，希格斯机制被认为赋予了早期宇宙中所有粒子的质量。”。

SSB的一个例子是，一个球停在一个完全对称的山顶上，开始滚下山坡。尽管重力定律没有优选方向，但滚动破坏了系统的初始对称性。

为了更好地理解这一关键现象，Butler的团队正在寻找在材料中大量电子的集体行为中出现的SSB。巴特勒说：“我们在自然界中发现的任何SSB例子都会产生深刻的见解。”。

起初，当他的团队认为他们使用扫描隧道显微镜在硫化锆硅晶体表面的电子中发现了SSB的例子时，他们变得非常兴奋。

“当我们看到电子沿着首选轴表现出波浪状行为时，我们非常惊讶和兴奋，”他回忆道。“这就像把一块石头扔进池塘，观察到涟漪只左右传播，而不是向其他方向传播——这似乎是电子流体中SSB的确凿证据。”

但随后巴特勒开始怀疑。对称性破坏的量在样品之间有所不同，如果是由于SSB造成的，则不应该发生这种情况。

在进行非常苛刻的测量时——对相同的100个左右的原子进行10周的监测——研究小组发现，对称性断裂是由于制造过程中引入的晶体中的微小应变造成的。

巴特勒说：“我们发现了一种表面上类似于SSB但实际上是假冒的现象。”。“真实材料的混乱现实（微小但无处不在的扭曲）人为地向我们呈现了一个非常令人信服的假象。”

这种效应可以在使用应变工程的设备中加以利用。但巴特勒认为，这项研究也有更大的意义。

“许多发现，包括一些非常引人注目的发现，可能需要重新评估，”他说。“如果一些报告声称观察到对称性破坏的电子行为，那么现在的责任就是证明这不仅仅是由于残余应变。”巴特勒没有被吓倒，他计划继续在晶体中的电子流体中寻找SSB的真实例子。p