Обнаружили существование топологических токов по аналогии с электрическими токами

Прочитано: 33 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Топология является развивающейся областью во многих научных дисциплинах, даже приводя к Нобелевской премии по физике в 2016 году. Лейденский физик Марчелло Кайо и его коллеги в настоящее время обнаружили существование топологических токов по аналогии с электрическими токами. Их исследование опубликовано в журнале «Физика природы» .

Люди приписывают свойства таким объектам, как цвет, температура и фаза — газообразные, жидкие или твердые. Например, определенная точка на поверхности пончика коричневая, твердая и при комнатной температуре. Топологические свойства разные. Они содержат информацию обо всем объекте. Например, пончик имеет одну дырочку. Невозможно сосчитать количество отверстий, сфокусировавшись на определенной части пончика. Вы должны рассмотреть это в целом. Топология оказалась важной во многих научных областях. Например, в 2016 году работа по топологии была отмечена Нобелевской премией по физике.


Так называемый индекс Черна — это еще одна, хотя и очень абстрактная, топологическая величина. Это особый случай в топологии. Недавно было обнаружено, что индекс Черна имеет плотность, называемую маркером Черна. Это дает информацию о топологии всей системы, даже если просто посмотреть на локальный уровень. Сплошная линия на рисунке 1 показывает пространственное распределение маркера Черна, где каждая локальная точка имеет свое значение. (Обратите внимание, что этот график не имеет смысла для глобального свойства, такого как количество дырок в объекте.) Однако локальные точки должны соблюдать одно правило на глобальном уровне: среднее значение всех локальных значений всегда должно быть равно нулю.

Лейденский физик Марчелло Кайо вместе с группой ученых из Соединенного Королевства обнаружил, что если вы возмущаете систему, локальные значения Черна будут распределяться, перетекая из границ внутрь системы. Напротив, глобальные топологические свойства устойчивы к возмущениям — количество дырок в пончике изменяется только после большого укуса. Возмущение приводит к изменению формы графа, чтобы соответствовать требованию, чтобы его интеграл был равен нулю. Кайо и его коллеги обнаружили, что это происходит не мгновенно, поэтому через систему должен пройти поток Черна. Это составляет топологический ток по аналогии с обычным электрическим током.

Кайо говорит: «В далеком будущем это может позволить разработать новые устройства на основе топологических токов, помимо электрических токов. Есть много мест для исследований в этом направлении. Есть ли другие способы создания этого тока? Можем ли мы управлять ими? Есть много интересных возможностей. »

Обнаружили существование топологических токов по аналогии с электрическими токами



Новости партнеров

Загрузка...