Mitä ovat kvanttipyörröt?


Paras vastaus

Supermarkettien, supernesteiden tai jopa fotonien (optinen pyörre) aiheuttamien vikojen aiheuttamat pyörteet. div id = ”fc464c0816″>

Helium-tornadot-kuva (2Mega rpm!), elämäntieteestä

Suprajohteissa kukin huokoset ovat supervirtaussilmukka reagoimalla ulkoiseen magneettikenttään (kohtisuorassa levyyn nähden)

Yksityiskohta nykyisestä silmukasta ja skannausmikroskoopin tunnistuksesta

https://www.researchgate.net/figure/Double-quantum-vortex-in-superfluid-3He-A-and-its-nuclear-magnetic-resonance\_fig4\_12554429

Vastaus

Tämä on ollut yksi tiivistetyn aineen fysiikan erityisistä tutkimusalueista, jota ehdotettiin ensin teoreettisesti ja sitten myöhemmin kokeellisesti. Kvantti-Hall-vaikutuksessa ulkoinen valtava magneettikenttä ja matala lämpötila ovat äärimmäinen vaatimus, mutta QSH on erityistapaus kvanttihallitehosteesta ilman ulkoisen magneettikentän käyttöä. Tässä Spin-kiertoradan kytkennällä on ratkaiseva merkitys ja tuloksena oleva virta pinnalla, jonka saamme, on spin-virrat, ei normaali elektronivirta. Relativistisesti nopeuden v varatut hiukkaset näkevät sähkökentän osittain magneettikenttänä. Koska elektroneilla on spin- ja spin-kokemus, tämä magneettikenttä, joka todella nostaa rappeutumista ja jakaa energiatasot, SO-kytkennällä on siis magneettikentän rooli pinnallisesti.Tämä tila eristää irtotavarana, jolla on raoton pintatila. Mistä syntyy pintatiloja? Se ei ole ollenkaan suoraan eteenpäin. Se on itse asiassa topologian seurausta, joka johtaa suurimpaan osaan nollaenergiatiloja. Se on selitetty hyvin Dirac-yhtälön negatiivisista ja postitiivisista energiatiloista. Mutta yksinkertainen Dirac-yhtälö ei auta paljoa näiden kahden tilan välillä olevan pelkän symmetrian vuoksi. Matemaattisella kielellä voin sanoa, että Dirac-selityksessä niiden välillä ei ole mitään topologista eroa. Saadakseen pintatilat ihmiset ovat kokeilleet erilaisia ​​korjauksia Dirac-yhtälössä ja saaneet selville ominaistilat, jotka antavat heille tietää nollanergian esiintymisen aukossa. Nyt on olemassa melko raskaita teoreettisia malleja, jotka voivat selittää näiden lukemattomia uskomattomia ominaisuuksia. mielenkiintoisia järjestelmiä. Maallikon termien mukaan topologisesti muuttumattomien tarkoittaa, että kaistavälin sulkemisen ja avaamisen tulisi olla jatkuvaa häiritsemättä järjestelmää. Kaistavälin sulkeminen kiinteässä tilassa tarkoittaa siirtymistä kohti johtajaa ja kaistavälin avaaminen tarkoittaa altistimen saamista. Joten, pohjimmiltaan tämä erikoistapaus muodostaa yhteyden johtotaajuuden ja valenssikaistan välille, joka johtaa pintatiloihin. Voimme ajatella ikään kuin jokin menisi negatiivisesta positiiviseksi, sen on mentävä nollan läpi jossain. Joten nuo nollatilat ovat todiste tilojen olemassaolosta. Nämä pintatilat / reunatilat (reunatilat 2D: ssä, pintatilat 3D: ssä) ovat aikakäänteisvariantteja, jotka sanovat, että jokaiselle energian ominaisvaltiolle aikakäänteinen tila on myös saman energian ominaisuus. Klassisessa mekaniikassa, joka on tarkoitettu erityisesti spin 1/2 -järjestelmille, jos käännämme ajan nuolta kahdesti, kaiken pitäisi palata itsensä taakse. Mutta kvanttijärjestelmissä puolilukuisten pyörien kohdalla 2 \ pi-kierto tarkoittaa -1. Myös Kramersin antama lause, jonka mukaan vektorille k ominainen tila rappeutuu tilan kanssa, jolle on tunnusomaista, että vastakkaisessa suunnassa liikkuva -k tarkoittaa tarkoittaa sitä, että se menee taaksepäin ajassa. E (k, \ ylöspäin) = E (-k, \ downarrow) Aikaa kääntäen vaihdamme kaksi elektronia kramer-parina ja nämä kaksi kopiota näkevät magneettikentän etenemissuunnassa, jolloin syntyy kaksi reunatilaa, joista toisella pyörii ylöspäin ja toisella pyörii alas. Tätä uudenlaista aineenvaihetta kutsutaan topologiseksi eristeeksi, jossa on reunatilat ja joka eristää irtotavarana säilyttäen ajan kääntösymmetrian. Aiheesta on mahtavia katsausartikkeleita.

1. Topologiset eristeet ja suprajohteet , kirjoittanut Zhang ja Xiao Liang Qi 2. Colloquium , kirjoittanut Kane ja Hasan. Xi Xiao Liang Qin julkaisu ”Johdatus topologiseen järjestykseen”.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *