自旋-電荷分離

電子通常被看成一個不可分割的東西，一下子帶著兩種特徵：一份電荷，和一份磁性的「自旋」，就像一枚硬幣總是同時顯出它的重量和它的顏色。現在想像，在某個古怪的地方，這枚硬幣的重量竟能脫身、朝一個方向走，而它的顏色則朝另一個方向飄開，各自像獨立的物體般行事。這就是自旋-電荷分離這個驚人的念頭。

當電子被關在一條單一的直線上——一根一維的原子導線裡——這事真能發生。在那裡，電子的這兩種屬性不再一起走。它的電荷作為一個集體激發（叫「空穴子」）移動，它的自旋作為另一個集體激發（叫「自旋子」）移動，速度還不一樣。這電子實際上已經分裂成了兩個彼此獨立的湧現準粒子，儘管它從來沒有哪一塊真的在物理上分開過。

它之所以重要，是因為它生動地表明：在自由空間裡不可分割的電子，在一種強相互作用的低維材料內部，竟能表現得彷彿被劈開了——這是超越費米液體圖像的物理的一個標誌。要誠實地補一句：並沒有什麼東西真把電子掰成兩半；把一個真實電子從導線裡拽出來，它又是完整的了。這種分離是內部集體行為的屬性，而不是單個粒子的屬性。