物理科技生物学-PHYICA

量子物质或锡美杉的新突破

物理学 2022-06-02 23:59:13

布鲁塞尔自由大学 信用:CC0公共领域 振荡行为在自然界中普遍存在,从行星的轨道到摆动的周期运动

在纯晶体系统中,呈现出完美的空间周期结构,量子物理的基本定律预测了一个显著的和反直觉的振荡行为:当受到微弱的电作用力时,材料中的电子不会经历净漂移,而是在空间中振荡,这种现象被称为布洛赫振荡

浸没在光晶体(也称为光学晶格)中的超冷原子是许多观察到布洛赫振荡的系统之一

一般来说,粒子的运动受力的影响,如电磁场产生的力

在某些晶体中,类似电磁场的出射场也可以作为材料的固有属性存在,它们可能会影响布洛赫振荡

从数学的角度来看,这些内在场可以采取各种形式

特别令人感兴趣的是那些用数学量表示的不可转换的领域,即产品“a x b”不等于“b x a”

这些数学量,以及相应的物理性质,通常被称为“非阿贝尔”

在自然界中,广义非阿贝尔力被用来描述弱核力或强核力,而电磁学则更简单地用阿贝尔力来描述

《自然通讯》中的写作

北利伯托

高盛和G

帕隆博(ULB科学学院)证明了内在的非阿贝尔场可以在晶体中产生一种新型的布洛赫振荡

与晶体几何形状设定的基本周期相比,这种奇异振荡现象的特征在于振荡周期的倍增

这个倍增因子有一个深刻的起源,因为它源于晶体的对称性,并可归因于拓扑不变量(一个在晶体小变形下稳定的数值)

此外,这些奇异的布洛赫振荡被证明与晶体内部状态的跳动完全同步

这项工作为具有非阿贝尔性质的拓扑量子物质提供了新的线索

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