真空不是简单空洞,而是充满电磁真空涨落的体积。尽管能量守恒,禁止任何可能从这些状态中提取能量的过程,材料的电子性质,可以通过腔电磁谐振器的真空场来进行调控,这正在成为凝聚态物理的研究前沿之一。瑞士苏黎世联邦理工学院Felice Appugliese,Jérôme Faist团队报道发现,在亚波长开口谐振环中,增强的真空场涨落,强烈地影响了最典型的量子保护之一,即高迁移率二维电子气中的量子霍尔电子输运。尽管量子霍尔效应提供了拓扑保护,但电阻的纵向值和横向值,都大大偏离了其量子化值。实验观察到,整数量子霍尔效应的拓扑保护被破坏,这解释为长程腔介导的电子跳跃,其中光-物质耦合哈密顿量的反共振项发展为由真空涨落引起的有限电阻率。这一实验平台可以用于任何二维材料,并提供了一种通过真空场工程,实现调控电子相的途径。相关研究工作从Breakdown of topological protection by cavity vacuum fields in the integer quantum Hall effect为题目发表的在Science上。