通过摩擦观测有限原子链中的奥布里相变

相互接触的原子链与周期性基底之间的高度非线性多体物理产生了复杂的静态和动力学现象，例如结构相变和摩擦。在无限长链与基底非公度的极限下，Aubry预测随着基底势的增加会发生结构相变，从链自身固有的、可在基底上自由滑动的排列，转变为倾向于基底图案的钉扎排列。迄今为止，奥布里相变尚未被观测到。在此，我们利用受周期性光势作用的冷离子链，定性且定量地建立了奥布里的滑动到钉扎转变与粘滑摩擦中超润滑性破坏之间的密切关系。利用具有高空间分辨率和单离子探测的摩擦测量，我们在实验上观测到了奥布里相变及其标志性分形原子排列的出现。值得注意的是，对于有限链观测到的临界晶格深度与奥布里对无限链的预测吻合良好。我们的结果阐明了纳米接触（摩擦的基本构建块）中竞争有序模式与超润滑性之间的联系。