Meilleure réponse
Vortex créés par des défauts induits dans des supraconducteurs, des superfluides ou même des photons (vortex optique).
Illustration de «tornades» dhélium (2Mega rpm!), tirée de livescience
Dans les supraconducteurs, chaque pore est une boucle de super courant en réaction au champ magnétique externe (perpendiculaire à la plaque)
Détail de la boucle actuelle et de la détection au microscope à balayage
Réponse
Ceci a été lun des domaines de recherche spéciaux en physique de la matière condensée qui a été proposé dabord théoriquement puis vérifié expérimentalement. Dans leffet Hall quantique, le champ magnétique externe énorme et la basse température sont les exigences les plus élevées, mais QSH est le cas particulier de leffet Hall quantique sans lapplication de champ magnétique externe. Ici, le couplage orbite de spin joue le rôle crucial et le courant résultant sur la surface que nous obtenons est des courants de spin, pas le courant délectrons normal. Relativistiquement, les particules chargées de vitesse v voient le champ électrique en partie comme un champ magnétique. Puisque les électrons transportent le spin et le spin subissent ce champ magnétique, qui en fait soulève la dégénérescence et divise les niveaux dénergie.Ainsi, le couplage SO joue le rôle de champ magnétique de manière superficielle.Cet état est isolant dans la masse ayant des états de surface sans gapless. Quest-ce qui donne lieu aux états de surface? Ce nest pas du tout simple. Cest en fait la conséquence de la topologie qui conduit aux modes dénergie nulle présents dans la masse. Il a été bien expliqué à partir des états dénergie négative et positive de léquation de Dirac. Mais, léquation simple de Dirac naidera pas beaucoup en raison de la symétrie pure présente entre ces deux états. En langage mathématique, je peux dire quil ny aura pas de distinction topologique entre eux dans lexplication de Dirac. Pour obtenir les états de surface, les gens ont essayé différentes corrections dans léquation de Dirac et découvert les états propres qui leur permettent de savoir la présence dénergie nulle dans lécart.Maintenant, il existe des modèles théoriques assez lourds qui peuvent expliquer de nombreuses propriétés incroyables de ceux-ci systèmes intéressants. En termes simples, topologiquement invariant signifie que la fermeture et louverture de la bande interdite doivent être continues sans perturber le système. Fermer la bande interdite à létat solide signifie aller vers le conducteur et ouvrir la bande interdite signifie obtenir un insualtor. Donc, fondamentalement, ce cas particulier établit une connexion entre la bande de conduction et la bande de Valence qui conduit aux états de surface. On peut penser que si quelque chose passe du négatif au positif, il doit passer par zéro quelque part. Ainsi, ces modes zéro sont la preuve de lexistence détats. En outre, ces états de surface / états de bord (états de bord en 2D, états de surface en 3 D) sont invariants dinversion de temps qui stipule que pour chaque état propre dénergie, létat inversé de temps est également un état propre de même énergie. En mécanique classique spécialement pour les systèmes de spin 1/2, si on retourne deux fois la flèche du temps, tout devrait revenir à lui-même Mais, dans les systèmes quantiques, pour les spins demi-entiers, une rotation de 2 \ pi signifie -1. En outre, il existe un théorème donné par Kramers indiquant quun état caractérisé par le vecteur k est dégénéré avec létat caractérisé par -k signifie se déplacer dans la direction opposée, ce qui équivaut à reculer dans le temps. E (k, \ uparrow) = E (-k, \ downarrow) En inversant le temps, nous échangeons deux électrons en tant que paire de kramères et ces deux copies voient le champ magnétique dans le sens de propagation inverse, ce qui donne lieu à deux états de bord lun ayant des électrons de spin vers le haut et dautres de spin vers le bas. Ce nouveau type de phase de la matière est appelé isolant topologique avec les états de bord et isolant en vrac préservant la symétrie dinversion du temps. Il existe des articles de revue étonnants sur ce sujet.
1. Isolateurs topologiques et supraconducteurs par Zhang et Xiao Liang Qi 2. Colloque par Kane et Hasan Pour avoir plaisanté sur la topologie, là » un article sur « Introduction à lordre topologique » par Xi Xiao Liang Qi.