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量子技巧揭开拓扑材料的秘密
发布人: 和记娱h88 来源: 和记娱乐官方网登录注册 发布时间: 2020-07-02 08:12

  电子不仅仅是小,而是通过像橡胶球这样的材料弹跳。量子物理定律告诉我们电子的行为就像波一样。在一些材料中,这些电子波可以呈现相当复杂的形状。所谓的“拓扑材料”产生的电子态对于技术应用来说非常有趣,但是很难识别这些材料及其相关的电子态。

  TU Wien(维也纳)和来自中国的几个研究小组现在已经开发出新的想法并在实验中实施。创建由光波制成的“晶体”以将原子保持在非常特殊的几何图案中。这些“光晶体”已经以不同的方式用于原子,现在可以用来故意系统失去平衡。通过在简单和复杂状态之间切换,系统它是否具有拓扑上有趣的状态。这些发现现已发表在“物理评论快报”上。

  如果我们将太多东西装入购物袋中,可以很容易地看到拓扑结构的重要性:面包卷可能会被轻微挤压并挤压成类似于香蕉的形状。面包卷和香蕉具有相同的基本几何结构,拓扑上它们是相同的。另一方面,甜甜圈中间有一个洞 - 它的拓扑结构是不同的。即使它被轻微挤压,其形状仍然可以容易地与面包卷的形状区分开。

  “它与量子态类似,”维也纳维也纳量子科学与技术中心(VCQ)的JrgSchmiedmayer教授解释道。“量子态可以具有非平凡的拓扑结构,可以它们的某些扰动。这就是使它们对技术如此有趣的原因,因为你总是要处理每个实验和每个现实技术应用中的扰动。”2016年,诺贝尔物理学研究被授予对物质拓扑状态的研究,但仍然认为确定某种物质是否允许拓扑上有趣的量子态常困难的。

  “量子态不均衡,正在迅速变化,”JrgSchmiedmayer说。“众所周知,这种动态很难理解,但正如我们已经表明的那样,这是获取有关系统的极其有趣信息的好方法。”Schmiedmayer与来自中国的研究团队合作。“该实验由陈健伟教授领导,在潘建伟教授的研究小组中。他们曾经是海德堡集团的合作伙伴,自从他们回到中国以来,我们一直紧密合作,” Schmiedmayer。维也纳工业大学和中国科技大学(中国科学技术大学,中国合肥)于2016年签署了合作协议,加强了研究合作,特别是在物理领域。

  在光波的帮助下,原子可以保持在预定义的,形成规则的原子网格,类似于晶体,原子在固态晶体中扮演电子的角色。通过改变光,可以切换原子排列的几何形状,以便检查电子态在真实固态材料中的表现。

  “随着这种变化,突然产生了巨大的不平衡,”JrgSchmiedmayer说。“量子态必须重新排列并接近新的平衡,就像球从山上滚下来直到它们在山谷中找到平衡一样。在这个过程中,我们可以看到清晰的签名,告诉我们是否要找到拓扑上有趣的状态。 “

  这是拓扑材料研究的重要新见解。人们甚至可以调造光晶体来模拟某些晶体结构,以便找到新的拓扑材料。

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