Nejlepší odpověď
Víry vytvářené indukovanými defekty v supravodičích, superfluidech nebo dokonce fotonech (optický vír).
Ilustrace helia „tornáda“ (2 Mega ot / min!), z živé vědy
V supravodičích je každý pór smyčkou superproudu v reakci na vnější magnetické pole (kolmo k desce).
Detail detekce aktuální smyčky a skenovacího mikroskopu
Odpověď
Jedná se o jednu ze speciálních oblastí výzkumu fyziky kondenzovaných látek, která byla navržena nejprve teoreticky a poté experimentálně ověřena. V kvantovém Hallově efektu je vnější obrovské magnetické pole a nízká teplota nejvyšším požadavkem, ale QSH je speciální případ kvantového Hallova jevu bez použití vnějšího magnetického pole. Zde hraje rozhodující roli spinální orbitální vazba a výsledný proud na povrchu, který dostaneme, jsou spinové proudy, nikoli normální elektronový proud. Relativisticky vidí nabité částice rychlosti v elektrické pole částečně jako magnetické pole. Vzhledem k tomu, že elektrony nesou spin a spin zažívají toto magnetické pole, které ve skutečnosti zvedá degeneraci a rozděluje energetické hladiny. Spojení SO tedy hraje roli magnetického pole povrchně. Tento stav izoluje v tělese majícím mezerové povrchové stavy. Co vede k povrchovým stavům? Není to vůbec přímé. Je to vlastně důsledek topologie, která vede k režimům nulové energie přítomným ve velkém. Bylo to dobře vysvětleno z negativních a postivních energetických stavů Diracova rovnice. Jednoduchá Diracova rovnice však moc nepomůže kvůli pouhé symetrii mezi těmito dvěma stavy. V matematickém jazyce mohu říci, že mezi nimi nebude ve Diracově vysvětlení žádný topologický rozdíl. Aby lidé získali povrchové stavy, vyzkoušeli různé korekce v Diracově rovnici a zjistili vlastní stavy, které jim daly vědět přítomnost nulové energie v mezeře. Nyní existují poměrně těžké teoretické modely, které mohou vysvětlit řadu neuvěřitelných vlastností těchto zajímavé systémy. Laicky řečeno, topologicky invariantní znamená uzavírání a otevírání mezery v pásmu by mělo být kontinuální bez narušení systému. Uzavření mezery pásma v pevném stavu znamená jít směrem k vodiči a otevřít mezeru pásma znamená získat insualtor. V zásadě tedy tento speciální případ nastavuje spojení mezi vodivým pásmem a valenčním pásmem, které vede k povrchovým stavům. Můžeme si myslet, že se něco mění z negativního na pozitivní, někde to musí projít nulou. Tyto nulové režimy jsou tedy důkazem existence států. Také tyto povrchové stavy / okrajové stavy (okrajové stavy ve 2D, povrchové stavy ve 3 D) jsou invariantem obrácení času, který uvádí, že pro každý vlastní energetický stav je časově obrácený stav také vlastním stavem stejné energie. V klasické mechanice speciálně pro systémy spin 1/2, pokud dvakrát otočíme šipku času, mělo by se všechno vrátit zpět k sobě. V kvantových systémech však pro otočení o polovinu celého čísla znamená rotace 2 \ pi -1. Také existuje věta daná Kramersem o tom, že stav charakterizovaný vektorem k je zdegenerovaný stavem charakterizovaným pomocí -k znamená pohyb v opačném směru, což je ekvivalentní návratu v čase. E (k, \ uparrow) = E (-k, \ downarrow) Při obrácení času vyměníme dva elektrony jako pár kramerů a tyto dvě kopie vidí magnetické pole v protisměru šíření. Tak vznikají dva okrajové stavy, z nichž jeden má rotaci nahoru a další elektrony rotaci dolů. Tento nový druh fáze hmoty se nazývá topologický izolátor s hraničními stavy a hromadnou izolací se zachováním symetrie obrácení času. K tomuto tématu existují úžasné recenzní články.
1. Topologické izolátory a supravodiče od Zhang a Xiao Liang Qi 2. Kolokvium od Kanea a Hasana Za to, že tam žertovali o topologii “ příspěvek na téma „Úvod do topologického řádu“ od Xi Xiao Liang Qi.