用于辨认物资阶段的东西

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纵然你不是物理学家,物资阶段……真的很主要。它们是宇宙中所有“东西”所采用的奇特物理外形,从冰山到臭氧,如今耶鲁科学家已开发出一种更准确的要领来协助对个中的一些举行分类。

该研讨效果 宣布在近来宣布在“物理批评快报”杂志上的一项研讨中, 以及 宣布在物理批评B上的后续研讨。

物资的基础阶段 – 固体,液体和气体 – 是尽人皆知的。然则另有很多其他阶段,包含在物资冷却或加热到极度温度时涌现的阶段。比方,极度高温能够经由过程剖析物资中的单个原子来发生等离子体相。另一方面,极冷,险些相对零,触发一系列量子相,个中粒子以全新的体式格局相互作用。

相识这些阶段的复杂性能够解开量子盘算和材料科学的打破。实际上,这些阶段中的一些能够用作存储量子信息的量子硬盘驱动器。这就是科学家们主动追求新要领来表征和分类的缘由。

十多年前,加州理工学院的物理学家阿列克谢·基塔耶夫和约翰·普雷斯基尔以及迈克尔·莱文和麻省理工学院的肖小刚一同首创了一种新的诊断东西 – 称为拓扑胶葛熵 – 用于辨认物资阶段是不是具有拓扑性。拓扑诠释了为何您能够经由过程简朴地使其外表变形将甜甜圈外形转变为咖啡杯外形。从拓扑学角度讲,咖啡杯与甜甜圈雷同,因为它们都有一个洞。

拓扑在量子研讨中特别主要,因为拓扑相的壮大性子在高度邃密且不可展望的量子物理天下中建立了稳定性的器量。类似于在腻滑变形下孔数稳定的圆环形示例,拓扑出如今拓扑相中的量子胶葛形式中。拓扑胶葛熵道理能够检测出这类形式。

由物理学家孟成指导的耶鲁大学研讨小组 发现了一个能够致使毛病效果的准绳上的差别。该团队包含研讨生Arpit Dua和博士后助理Dominic Williamson。

“因为其基础性子,这一道理已被普遍用于拓扑阶段的文献中,”Dua说。

Dua说,罪魁祸首是一种特别的隐蔽字符串递次,它在物资的某些阶段涌现。研讨人员的第一项研讨指出了这类差别,诠释了它涌现的缘由,并供应了改正毛病的要领 – 从而使准绳越发准确。在第二项研讨中,研讨人员研讨了涌现差别的一类主要阶段,可用于制作量子硬盘的阶段。研讨人员议论了可用于对这些阶段举行分类的数目,这一数目关于影响拓扑胶葛熵的隐蔽字符串递次的存在是妥当的。

“拓扑阶段代表了一类主要的物资阶段,”杜阿说。“他们的诊断研讨和要领很主要,肯定准确的诊断东西是至关主要的。”

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