通常情况下，电子是自由粒子，可以在大多数金属中向任何方向移动。当它们遇到障碍物时，带电粒子会受到摩擦，并像碰撞的台球一样随机散落。

但在某些特殊材料中，电子似乎可以朝着一个单一的方向流动。在这些材料中，电子可能会被锁定在材料的边缘并朝一个方向流动，就像蚂蚁沿着毯子的边界排成一列行进一样。

在这种罕见的“边缘状态”下，电子可以无摩擦流动，在保持聚焦于周边的流动的同时，毫不费力地绕过障碍物。与超导体不同，在超导体中，材料中的所有电子都无阻力流动，而边缘模式携带的电流仅发生在材料的边界上。

如今，麻省理工学院的物理学家们已经直接观察到了超冷原子云的边缘状态。这是该团队首次捕捉到原子沿边界无阻力流动的图像，即使路径上有障碍物。

该研究结果发表在《自然物理学》上，可以帮助物理学家纵电子在材料中无摩擦流动，从而实现超高效、无损的能量和数据传输。

麻省理工学院物理学助理教授、研究报告的共同作者理查德弗莱彻说：“你可以想象将合适的材料制成小块并将其放入未来的设备中，这样电子就可以沿着电路的边缘和不同部分之间穿梭而不会造成任何损失。”

“我想强调的是，对我们来说，美丽是用自己的眼睛看到的物理现象绝对令人难以置信，但通常隐藏在材料中，无法直接看到。”

这项研究的合著者包括麻省理工学院的研究生 Ruixiao Yao 和 Sungjae Chi、前研究生 Biswaroop Mukherjee 博士和 Airlia Shaffer 博士，以及 Thomas A. Frank 物理学教授 Martin Zwierlein。合著者都是麻省理工学院电子研究实验室和麻省理工学院-哈佛超冷原子中心的成员。