物理学家证实了一种理论上预测的现象，称为量子飞旋镖效应。研究人员在PhysicalReviewX接受的一篇论文中报告称，一项实验表明，在受到轻推后，某些材料中的粒子平均会回到起点。

如果粒子处于非常无序的材料中，它们可能会回旋镖。与由有序排列的原子组成的原始材料不同，该材料必须有许多缺陷，例如原子缺失或未对齐，或者其他类型的原子散落在各处。

1958年，物理学家菲利普·安德森(PhilipAnderson)意识到，如果无序度足够高，材料中的电子就会局域化：它们被困在原地，无法从起点移动很远。被钉住的电子阻止了材料导电，从而将原本可能是金属的东西变成了绝缘体。这种本地化对于回旋镖效应也是必要的。

为了描绘飞旋镖的动作，加州大学圣塔芭芭拉分校的物理学家戴维·韦尔德想象自己缩小并滑入无序材料中。他说，如果他试图扔掉一个电子，“它不仅会转身直接回到我身边，而且会马上回到我身边并停下来。”(实际上，他说，从这个意义上说，电子“更像狗而不是回旋镖。”如果你没有接住回旋镖，它会一直从你身边经过，但训练有素的狗会坐在你身边。)

Weld及其同事使用超冷锂原子作为电子的替代品证明了这种效应。该团队没有寻找返回其原始位置的原子，而是研究了类似的动量情况，因为在实验室中创建动量相对简单。原子最初是静止的，但在受到激光的刺激以赋予它们动量后，平均而言，原子会恢复到原来的静止状态，从而形成动量回旋镖。

该团队还确定了打破回旋镖所需的条件。为了发挥作用，回旋镖效应需要时间反转对称性，这意味着粒子在时间向前运行时和倒带时应该表现相同。通过改变激光第一次踢球的时间，使踢球模式变得不平衡，研究人员打破了时间反转对称性，回旋镖效应如预期的那样消失了。

“我太高兴了，”该研究的合著者帕特里齐亚·维尼奥洛(PatriziaVignolo)说。法国Valbonne蔚蓝海岸大学的理论物理学家Vignolo说，这与他们的理论计算“完全一致”。

尽管安德森在60多年前就发现了局域粒子，但量子飞旋镖效应是物理学界的新成员。“显然，没有人考虑过它，可能是因为它非常违反直觉，”巴黎CNRS和KastlerBrossel实验室的物理学家DominiqueDelande说，他在2019年与同事预测了这种效应。

这种奇怪的效果是量子物理学的结果。量子粒子的行为就像波浪，波纹可以以复杂的方式加减(SN:5/3/19)。这些波结合起来增强了使粒子返回其原点的轨迹，并抵消了向其他方向偏离的路径。“这是一种纯粹的量子效应，”德兰德说，“因此它在经典物理学中没有对应物。”