第106章 这才是解决这个问题真正的钥匙
“已经十本了————就先这样吧。”
由於本科生的图书卡借阅量上限也只有十本,徐瑞也没法一次性借更多,只好先看这十本书,之后看看能不能跟唐启宏说一声,提高一下自己的图书借阅上限。
在自动借阅机上办好了借书手续,徐瑞抱著这摞书,隨便找了个空位坐了过去。
拿出第一本书,徐瑞开启专注天赋状態翻看了起来。
徐瑞之所以一次就借这么多书,也並不是想要全部都把它们看完,而是会从中查找一些跟自己思路相关的部分,去重点进行阅读。
这样的话,肯定还是一次多借一些书会更方便一些的。
快速翻看著这些书籍中的內容,徐瑞同时也在大脑中进一步的构造著自己的思路。
“没错————在电子系统中,时间反演对称性就是实现拓扑保护的关键。”
通过研究电子拓扑绝缘体的性质,徐瑞確定了自己之前的一个猜测是正確的。
电子拓扑绝缘体是一种非常特殊的材料,內部是绝缘的,但表面却存在一层受拓扑保护的、可以完美导电的边缘態。
它的边缘態之所以具有这样的性质,很大程度上就在於时间反演对称性的影响。
简单的说,一个有自旋的电子和它的时间反演態,它们是具备相同的能量的,但无法相互进行转化。
任何不破坏时间反演对称性的微弱扰动,都不会影响到它们的配对消失,从而保证了边缘导电通道的顺畅。
“如果能够去破坏这种时间反演对称性,就可以主动实现拓扑相变了————”
徐瑞试著將这个思路运用到声学系统之中,但却发现,这条路並无法行得通。
因为声学系统与电子系统之间是存在著根本的差异的,声场的量子化准粒子是玻色子,並没有半整数的自旋,无法直接复製电子拓扑绝缘体的核心性质。
这让徐瑞刚刚有些兴奋的情绪又冷却了下来,意识到同样的方法並无法简单的在两种不同的系统之间进行迁移。
不过他也並没有因此就灰心,还是继续耐心的看起了剩余的资料。
將这十本书中与自己课题有可能相关的知识大致瀏览了一遍,徐瑞感觉自己的思路也要比之前更加开阔了一些。
“现在,再尝试一下使用灵感天赋吧。”
灵感天赋可以最大化的激活徐瑞的思路,不管这一次最终能否成功,总归还是要再试一试的。
伴隨著灵感天赋的开启,徐瑞又进入到了那种大脑异常活跃的状態之中。
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快速思考著各种可能性,一个新的想法突然从徐瑞的大脑中出现。
“既然想要实现拓扑相变,关键在於破坏系统的对称性————其实也未必一定要从时间反应对称性上面入手。”
既然无法利用自旋的性质,在空间结构上去做文章,便是一种更合適的选择。
“我明白了————空间反演对称性!这才是解决这个问题真正的钥匙!”
和时间反演对称性类似的是,如果將一个结构进行镜面翻转,它看起来仍然和之前一模一样的话,那么这个结构就具有空间反演对称性。
比如说,一个標准的正方形结构,或是由相同原子组成的一维链,都属於具有空间反演对称性的结构。
想到了这一点,徐瑞也没有继续维持灵感天赋状態,让自己的大脑冷静下来,以便更好的去进行思考。
顺著刚才想到的思路,徐瑞有意识的去设计了一个看起来並不对称的结构。
这是一个一维的复式晶格,在每个元胞中,包含著两个不同的谐振腔一a腔和b腔。
当两个谐振腔的尺寸或是形状不同的时候,晶格在镜面发射下是无法与自身重合的,空间反演对称性也就被破缺了。
而通过调节不对称参数δ,也可以让系统在拓扑平庸相和拓扑非平庸相之间发生相变,当δ>0时,系统便可能进入到拓扑平庸態。
完成了这项设计工作,接下来便是模擬验证的步骤了。
在有限元软体中构造好模型后,徐瑞有些忐忑的开始了模擬。
虽说模擬验证只是停留在理论层面上的,但整体上还是有很高的验证准確率。
不出意外的话,这个模擬结果基本是可以预言未来的实验结果的。
在实验室伺服器的帮助下,模擬验证工作快速的进行著。
伴隨著有限元软体的提示,徐瑞收到了模擬完成的消息。