物理学家发现隐藏在量子世界中的新物质状态

拓扑序是一种新奇的量子相，它具有长程量子纠缠和非阿贝尔任意子激发。拓扑序的一个典型例子是分数量子霍尔(FQH)效应 ，它是在强关联和强磁场下的二维电子系统中发现的。然而，在零磁场下，实现拓扑序的条件更加苛刻，需要有强烈的关联和挫折效应 。

在半导体中，电子和空穴可以形成玻色子对，称为激子。激子可以在电子-空穴（e-h）双层中自发形成，为实现拓扑序提供了一个新的途径。在平衡e-h密度的系统中，倾向于形成零动量激子的BCS-like凝聚，导致拓扑平凡的激子绝缘体。然而，在不平衡e-h密度的系统中，由于密度差引入的强挫折效应，激子可以形成一个“护城河带” ，即能带最小值构成一个简并环。这种情况下，激子-激子相互作用变得占主导地位，产生了新的物理现象：破坏时间反演对称性的激子拓扑序（ETO）。

ETO是一种具有分数化激发和非零陈数的拓扑序。它与FQH效应有类似之处，但也有本质的区别：ETO是在零磁场下出现的，并且是由玻色型激子而不是费米型电子组成的。ETO的实验观测一直是一个挑战，因为它需要满足一系列条件：高质量的e-h双层结构、足够低的温度、精确控制的密度差、以及敏感的边缘输运测量。