低维超流体的量子电阻悖论

标准导体中的电阻随着横截面的增加而减小。然而，在低维超导体和超流体中，残余电阻源于序参量的拓扑涨落，表现为一维（1D）系统中的相位滑移和二维（2D）系统中的涡旋。当几何形状在这些区域之间插值时，电阻和耗散如何演化仍然是一个悬而未决的问题。这种演化在固态实验中因无序、杂质和几何缺陷而被掩盖，并且由于竞争性的耗散过程和显著的有限尺寸效应而带来了理论挑战。在这里，我们使用数字可编程输运几何中的无缺陷幺正费米气体来隔离几何效应对超流耗散的影响，并发现了一个悖论：在从1D到2D的交叉中，电阻达到最小值。在那里，加宽通道会增加其电阻。更窄的准1D通道显示出由Langer-Ambegaokar-McCumber-Halperin相位滑移理论描述的耗散。在这个区域中，改变通道宽度会产生超过十个数量级的激活因子的预测指数标度。更宽的准2D通道显示出与有限尺寸涡旋模型一致的耗散。维度交叉中的最小耗散反映了主导耗散机制的转变，其中相位滑移和涡旋同时被抑制。我们的测量为最小化超导器件中的耗散提供了一条途径，并为旨在描述维度交叉的理论工作提供了基准。