【準晶的發現，拓撲行為】

明道

【準晶的發現，拓撲行為】

 

 

當1D貌似2D

一個令人驚訝的準晶和拓撲絕緣體之間的連接已被證明在實驗室的物理學家在以色列。

該團隊已經研究了如何通過一維準晶光傳播，並發現它是類似於電子如何在2D拓撲絕緣體進行。

令人驚奇的結果表明，準晶可以用來創建系統的維數高於三維 - 這是在基礎物理學研究和創建具有新的和有用的性質的材料，可能是有用的。

拓撲絕緣體的材料是絕緣體在大宗，但幾何的原因是導體表面或邊緣上。

也許最有名的例子的拓撲絕緣體是整數量子霍爾效應（IQHE），據此，一個2D帶狀導電的邊緣，但沒有傳導電子發生在中間（或大量）的色帶。

雅各克勞斯，烏迪德Zilberberg在以色列魏茨曼科學研究所的同事表明，類似的二維拓撲效果可以看出，在光傳播如何在一維準晶 - 準晶居然有2D拓撲。

該小組進行實驗，使用二維數組的平行波導。波導器之間的距離被設置使一個波導傳播的光洩漏到相鄰的波導管中，然後進入下一個等（見圖）。

如果波導的運動垂直的方向上的光被認為是，它是類似的電子移動通過一維晶格的晶面間距等於波導之間的距離。

光從一個波導的“跳”到下一個的事實，使得該系統類似於電子傳導的模型。

堅持邊

在一項實驗中，團隊創建了一個系統，在該系統中是不相同的波導的光學特性的 - 和它們之間的間距 - 。

相反，該結構實際上是一個由的奧布里-André（AA）模型描述的準晶。

當光脈衝的燒製成的波導中的準晶的中心伸展到相鄰的波導管，因為它通過傳播。

然而，當一個脈衝射向準晶的左邊緣波導的光仍然在該頻道，團隊說是一個“明確的簽名本地化的邊界狀態”的存在。

在接下來的實驗團隊，專注於效果稱為“絕熱抽”，即光從一個邊緣的設備轉移到其他 - 拓撲的影響，被認為是在材料，表現出IQHE。

抽看到這個團隊創建了一個不同版本的基礎上AA模型的第二個準晶。

當光脈衝被引入到波導管的邊緣處的移動設備的光器件兩端的遷移與它的所有結束了在波導中的上面的相反的邊緣（見圖）。

因此，再次，一維準晶似乎作為一個系統以同樣的方式與二維拓撲的行為。

物理學家解釋這種奇怪的行為，指出，機管局模型包含一個參數，提供了一個準晶數學描述。

他們認為，這可以被認為是一個額外的維度 - 有力地拉動了拓撲2D。

據克勞斯，這一發現是令人興奮的，因為它意味著可以創建系統的拓撲結構超越3D使用準晶體 - 這將是一個福音基本物理的東西。

此外，也可能是使用準晶材料的具體拓撲結構的基礎上的實際設備。

該小組目前正在尋找在如何創建二維準晶4D拓撲的。

這項研究是描述在“物理評論快報”。

作者簡介

麥約翰斯頓是physicsworld.com主編

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2012/sep/11/topological-behaviour-spotted-in-quasicrystal