电阻也有“天花板”，首证实电子碰撞造成的电阻率存在物理上限

每当电流通过导线，电子碰撞会不可避免导致部分能量以热量形式损失，并增加某些纯净材料电阻率，但不清楚是否存在物理极限。现在，新研究首表明由电子碰撞引起的电阻存在基本上限——电阻率不会随碰撞强度无止尽升高，而是达到某个程度后饱和。

当自由电子在晶格内移动，会因与声子（晶格振动）、杂质、其他电子碰撞而损失能量（转成热），对某些极度纯净的材料来说，电子之间碰撞是主要的电阻来源。而物理学家长期好奇，电子彼此碰撞产生的电阻是否存在理论上限值？如果碰撞越来越强，电阻会无限增加，还是“封顶”？

科学家应该可直接研究电子来解决这问题，问题是电子在金属材料内密度极高，很难精确控制交互作用，因此难单独拉出“碰撞强度”变因进行系统性实验。

来自多伦多大学、巴黎高等师范学院、理海大学的研究团队于是改用超冷钾原子作为电子替代品，将原子冷却到接近绝对零度后放入由雷射光构成的光晶格，让原子像电子在固体中移动一样运作，这种人造系统可精准调控原子碰撞频率，重现一般固态材料无法达到的极端条件。

观察结果表明，原子间交互作用强度增加到一定程度后，碰撞造成的电阻便不再持续上升，而是趋于平缓达到饱和点，暗示金属内电子散射造成的电阻率也存在类似上限，不会无限增加，为电阻微观极限提供罕见实验证据。

这项成果有助物理学家更理解低密度金属的电阻机制，并为研究强关联电子系统（表现出反常电阻行为）、量子材料研究开启新方向。

此外，电阻会使能量转为热能损耗，理解电阻上限对材料设计、能源效率也有实际意义，尤其是未来开发高性能量子材料或低损耗电子元件。