一種走錯方向的電阻
下面這個事實，你幾乎可以拿去當鐵律：把金屬降溫，它就導電更好。它的[[resistivity|電阻率]]——也就是它抗拒電流的強弱——會隨溫度下降而下降，因為原子抖動得少了，便讓開了電子的道。把一根銅線一路冷向絕對零度，它的電阻就一路平滑地往下滑，正如你所預料。
可是在二十世紀三十年代，實驗者發現了一些不守規矩的金屬。拿一種再普通不過的金屬，比如金，往裡摻進極少量的磁性原子——比方說鐵，千分之幾而已。現在給它降溫。電阻如預期般下降……然後，在低溫處，它停止下降，反而開始往回攀升。你越是把它弄冷，這金屬就越不會導電。三十年裡沒有人能解釋它。它被稱為電阻極小值，叫人抓狂。
近藤效應：一群人圍攻一根針
這道謎題最終在一九六四年被物理學家近藤淳破解，如今這個解釋就以他的名字命名：[[kondo-effect|近藤效應]]。關鍵角色，是那根卡在金屬裡的、孤零零的磁針。從它身旁流過的自由電子，並不僅僅是彈開——它們和它的磁性發生相互作用。每一個經過的電子都試圖與這根針反向對齊，在這個過程裡，整片電子人群便慢慢圍著這個雜質組織起來，就像鐵屑圍著一塊磁鐵排布，只不過是以一種不安分、不斷重排的方式。
隨著金屬變得更冷，這種組織變得更強、更協調。傳導電子集體湧向那根磁針，把它屏蔽起來——它們摀住了它的磁性，正如前面幾講裡的屏蔽雲摀住了一個電子的電荷。可這群集體湧來的電子，本身就是阻擋電流的一大障礙：一團纏繞在一個雜質周圍的電子結。越冷，結就纏得越緊，對流動的阻擋就越厲害。這恰恰就是電阻為何隨溫度下降而攀升。不過這種攀升是平緩的——它只是按對數緩慢增長，並非無止境地升下去；一旦溫度低於某個特徵溫度、磁針被徹底屏蔽，這個雜質的貢獻便趨於平穩、達到飽和。你所看到的電阻極小值，其實是這種緩慢的近藤上升，在一段溫度區間裡，壓過了來自更安分原子的、正常的下降貢獻。
從一個雜質到一整座由它們組成的晶格
近藤效應最初是一個關於一個流落的磁性原子的故事。但接著物理學家問了一個順理成章的下一個問題。如果這些磁性原子不是稀有的雜質，而是一種常規的配料——如果晶體裡每一個位點都帶著這樣一根小針，會怎樣？某些材料，常常由鈰或鐿這樣的稀土元素構成，正是如此：一整座由磁矩組成的、井然有序的晶格，每一根都想要自己那一群近藤電子。
於是出現了一件了不起的事。在極低溫下，不再是每一根針各自勾住一團單獨的電子結，而是整個排布組織成了一個浩大而相干的狀態。磁矩和傳導電子交織成同一塊織物。從那塊織物裡，湧現出新的電流載流子——但它們與普通電子毫不相像。它們是準粒子，意思和第二講裡說的一樣，只不過是重得離譜的準粒子。
重費米子：重了上千倍的電子
這些材料有一個絕妙的名字：[[heavy-fermion|重費米子]]材料。（「費米子」不過是電子這類粒子的家族姓氏。）在它們當中，承載電流的[[quasiparticle|準粒子]]表現得彷彿比一個赤裸電子重上幾百倍、甚至上千倍。當然，電子並沒有真的增加質量。回想一下有效質量這個想法：準粒子拖著它的人群同行，它和人群糾纏得越深，行為就越重、越遲鈍。在這裡，它和所有那些磁針糾纏得如此劇烈，以至於這些載流子的爬行，彷彿是在趟過濃稠的蜂蜜。
還有一樣配料值得點出名字。在這些材料裡，坐在一個稀土原子上的電子，往往拿不太定主意：是該待著不動，還是該加入遊蕩的人群；它們在被困住和獲自由之間忽明忽暗。物理學家把這種不安分的猶豫叫作[[valence-fluctuation|價態漲落]]——原子的電荷狀態來回波動，始終安定不下來。正是那種忽明忽暗，部分地把這些磁針和那群電子捆成了一個沉重而相干的整體。