中性粒子对组成的流体中，出现带电漩涡的迹象

在超流体中，粒子作为一个整体的量子波一起运动；第二类超导体则能无电阻地传输电流。让前者旋转，或把后者置于磁场中，两者都会显示出一个标志性特征：由量子化涡旋组成的晶格——每个微小的漩涡都携带一份固定的、不可分割的旋转量。而在由激子构成的流体中，这样的晶格此前一直无法观测：激子不带电荷。

什么也不携带的粒子对

激子是一个电子与一个空穴（即电子缺失后留下的空位）束缚在一起形成的。用光产生的激子寿命很短，而且由于呈电中性，很难用电学方法探测。把两个伙伴分开——电子在一层，空穴在另一层——能让这些粒子对存活得久得多，还能为每一层单独接线。

冷却到足够低的温度时，这样的粒子对会凝聚，并在整个流体中共享同一个量子相位——一种共同的节律——这很像超导体中的电子对。电学上的迹象此前已经存在，但作者写道，这种整体相位相干性的确凿证据一直难以获得。

额外的电荷会去哪里

这样的流体应当有如下表现：在强磁场中加入少量额外电子，它们的电荷应当分裂成若干分数电荷，落在涡旋和反涡旋的核心中——涡旋和反涡旋是共享相位中旋转方向相反的漩涡。它们通常会相互湮灭。但在这里，它们带电的核心相互排斥；2025年，其中两位作者——得克萨斯大学奥斯汀分校的Bo Zou和Allan MacDonald——预测，它们会锁定成蜂窝状结构：涡旋占据一组格点，其电荷位于上层；反涡旋占据另一组格点，位于下层。

超导体中的涡旋携带的是磁通量，而这些涡旋携带的是电荷。蜂窝的每个单元恰好容纳一个元电荷，即一个电子的电荷。因此加入的电荷越多，单元就越小：单元面积与额外电荷量成反比。

两层碳和一根针尖

普林斯顿大学Ali Yazdani课题组的Ryan Lee、Jungwoo Lee、Viliam Vaňo及其同事，把两层单原子厚的石墨烯以3.2纳米的间距叠在一起——约为百万分之三毫米——中间隔着一层来自日本国立材料科学研究所的六方氮化硼势垒，并置于9特斯拉的磁场中（特斯拉是磁场强度的单位）。在这种条件下，电子的能量会聚集成被称为朗道能级的台阶。两个电压决定这些能级的填充程度：其中一个来自薄片下方的栅极，调节总电荷；另一个则在两层之间转移电荷。当两层合起来恰好填满整数个能级、而每一层都只部分填充时，一层中的电子就会与另一层中的空穴配对，形成凝聚体。

团队用扫描隧道显微镜在比绝对零度高0.2度的温度下对它成像：电子在尖锐的针尖与上层之间跃迁，电流大小取决于下方的情况，包括涡旋核心中的电荷。

随电荷收紧的晶格

在加入或移除少量电子后，对约400纳米宽的无缺陷区域所做的电流图显示出规则的亮点。傅里叶变换（一种把重复图案变成尖锐峰的计算）给出了六个峰：一个具有六重对称性的晶格。

随着电子的加入，晶格变得更密，间距从起初的约135纳米降到约60纳米，与预测曲线相近。它从稀疏变得排列有序，随着加入更多电子又熔化了。这些亮点形成的是三角形图案而非蜂窝：因为针尖感受的是上层，而上层涡旋携带的电荷比下层的反涡旋更多。

电子晶体通不过的检验

相互排斥的电子也可以自行冻结成晶格，即维格纳晶体（Wigner crystal）。上层中的维格纳晶体，其间距只由该层的电荷决定。在凝聚体附近，这个电荷几乎不变，因为下层把上层与栅极屏蔽开了；但测得的间距仍然发生了变化。在额外填充低于0.17个能级时，维格纳晶体的预测明显与数据不符。

决定性的检验是：涡旋晶格的间距应当只取决于额外电荷的总量，而与两层如何分配这些电荷无关，因为只有总量与共享相位耦合。团队保持总量不变，在两层之间转移电荷，使每层的填充变化最多达30%。如果是上层中的维格纳晶体，其间距会变化约20纳米。而测得的间距始终保持在约60纳米。只有图像衬度减弱了：电荷从上层的涡旋转移到了下层的反涡旋，但它们的位置并没有移动。

当额外填充接近0.17时，下层不再接收电荷，所有额外电子都位于上层。此时，间距趋近于上层中普通维格纳晶体的间距：这正是理论所预期的转变。

空穴画出同样的图案，只是反转

改为移除电子，也会产生同类晶格，而且排列得更加有序，这可能是因为该区域的无序更少。它的衬度是反转的——如果核心中的电荷改变了符号，这正是预期的结果——而它的间距同样只取决于额外电荷的总量。

一张400纳米的图像能说明什么

在超导体中，一个横跨整幅图像的涡旋晶格表明，流体至少在这个距离上保持着相位。在这里，充满视野的晶格为凝聚体相位相干的范围给出了约400纳米的下限。此外，每层的填充是用静电模型根据两个电压计算出来的，而不是直接测量得到的。

团队把这些图像作为证据——这也是标题中所用的词——证明了预测中的晶格以及激子超流体中的相位相干性。如今，同一台显微镜可以在仅由电子构成的超流体中，追踪这些漩涡如何移动、如何被缺陷钉住、又如何熔化。