在一个三维金属中，有很多电子跑来跑去。这就是为什么金属可以导电。如果电子之间有相互作用，电子的螺旋运动会相互影响，导致相变。相变后，电子会自发组织成一层一层的结构。电子在三维的螺旋运动会变成局限在二维平面内的螺旋运动。限制在每个平面内做螺旋运动的电子形成一个二维的量子霍尔态。这是一个很有意思的相变。很像《三体》中所描写的“降维攻击”。
一个三维电子体系在加上强磁场后，会自发变成一个一层一层的二维电子体系，而这个二维电子体系又正好是一个带拓扑序的量子物态。这一奇妙的降维相变最近被南科大和中科大的实验物理学家发现。以前，拓扑序仅仅出现于半导体的二维界面上，现在这一新的实验发现，给了我们一个新的材料体系，其中也能产生拓扑序。
2019年5月8日，国际顶尖学术期刊《自然》发表了主要由南方科技大学物理系和中国科学技术大学物理学院共同完成的研究论文。实验证实了哈佛大学理论物理学家Bertrand Halperin在1987年给出的关于三维电子气体系中量子霍尔效应的理论预测。南科大物理系副教授张立源表示，这项工作的顺利开展离不开博士生汤方栋、任亚飞，博士后王培培的细致分析和勤奋工作。
另一方面，研究过程中的合作、沟通和讨论是必不可少的。现在的科学研究越来越注重团队合作，单靠一个人的努力是不够的，许多人在一起各自发挥优势可以把事情做得更好。