原子的量子模型中，电子围绕原子核运动用波函数描述，电子没有轨道而是以一定几率出现在原子核周围，被称为电子云。电子云通常被认为是一种物理实体，其尺寸约为埃数量级。该原子模型中，电子的负电荷屏蔽了原子核的正电荷，从而形成电中性的原子。这就带来一个有趣的问题：当存在一个向上的自旋时，会不会吸引向下的自旋形成类似电子云的量子结构呢？

早在1964年，近藤为解释稀磁合金的电阻反常现象，提出：若稀磁合金中磁性杂质自旋与迅游电子自旋存在吸引作用，杂质自旋可以被屏蔽，形成一种被称为“近藤云”的量子自旋纠缠态。与原子中电子-原子核库仑吸引力相比，自旋之间的吸引力较弱，因此需要大量电子参与才能屏蔽杂质自旋，导致该量子自旋态在空间上具有很大的尺度，理论估计可达微米量级。“近藤云”理论上通常使用动态自旋关联函数描述，实验上无法直接测量。鉴于近藤效应在量子多体理论、非常规超导以及量子计算中的重要意义，因此金属中的“近藤云”是否真实存在及实验探测是凝聚态物理中重要挑战和难题之一。

最近，国家纳米科学中心与北京大学合作，构建出一种镜像对称的超顺排碳管阵列-金属钼条-超顺排碳管阵列器件，他们发现该器件中金属钼条电阻呈现奇特、有趣的特性：钼条电阻-温度曲线与钼条宽度密切相关。当钼条宽度在0.3-1.2微米区间内变化时，其电阻-温度曲线中电阻极小值温度虽然不同，但都可以观测到近藤效应，且近藤温度具有类似值107.8 开尔文。当钼条宽度在1.5-3.0微米区间内变化时，同样可以观测到近藤效应，其近藤温度具有类似值15.8 开尔文。他们提出了近藤云绝缘核的概念，并得到了该核尺寸与温度在2-400K区间的依赖关系。通过数值重整化群计算，他们提出这些现象的本质是近藤云的两种重叠方式导致的两种量子自旋纠缠态。他们的工作表明，近藤云真实存在，是一种物理实体，为量子多体物理及量子计算的实现提供了一种新的思路。

该成果以“Observation of Kondo cloud-coupling in a mirrorsymmetric carbon nanotube array-molybdenum structure”为题，发表在《Nature Communications》上。论文的共同第一作者是国家纳米科学中心博士后魏征和北京大学博士后彭志盛、博士生万雨豪。上述研究工作得到了中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划和国家自然科学基金等项目支持。

图说明：a)器件的光学和原子力显微镜结构图。b)器件电阻对钼条宽度及温度的依赖关系。b)钼条宽度0.5,1.2及2.0微米时，电阻-温度曲线。蓝色数据为实验数据，红色为近藤效应的理论模拟。d)近藤温度呈现两个平台，分别对应于近藤云的两种耦合方式。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-73493-3