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复杂的美容,quasiodic结构,以及级联到临界性

2021-11-02 18:50:05来源:

半导体图案化半导体PIALITON腔的临界状态。

合并的理论和实验工作推出了一种新的机制,QuasiPeriodic结构中的临界性突出 - 一个发现,为秩序和病症之间的中间地面的物理提供独特的洞察力。

Quasipheriodic结构是订购但不严格定期的,是自然,艺术和科学的非凡美的源泉。对于物理学家来说,QuaSiperiodic命令是美学和智力上的吸引力。在周期性结构中良好描述的许多物理过程在QuaSiodic Systems在QuaSiodic Systems发生时从根本上改变它们的性格。添加量子力学,并醒目的新现象可以出现仍然不完全理解。写作自然物理,一支由埃德·苏黎世和CNRS物理研究人员在Lilly-Saclay大学的理论物理研究所和CNRS物理研究人员的国际团队,现在介绍了大学理论和实验的联合理论和实验他们建立了多功能工具,用于探索普遍存在的普遍存在的普通季铵环境中量子系统的行为 - 并展示他们揭示新物理机制的方法的强度。

错综复杂的美

通过考虑底板可以掌握QuaSiperiodic结构的本质和美丽。在没有间隙的情况下,可以易于使用例如三角形,方形或六边形,重复简单的图案而没有间隙而没有间隙的情况下铺面。但是平面表面也可以完全以非重复模式覆盖,并且通过仅使用两种类型的菱形瓦片,因为英国物理学家和数学家罗杰·彭罗斯着名(见P)。在这种情况下,即使本地配置出现在不同的地方,整体模式也不能通过翻译和旋转叠加。因此,这些系统占据了周期性和随机紊乱的结构之间的某种中间地面。

合并的理论和实验工作推出了一种新的机制,QuasiPeriodic结构中的临界性突出 - 一个发现,为秩序和病症之间的中间地面的物理提供独特的洞察力。

在那个中间地面,有兴趣的物理探索。采取完美有序的水晶。在那里,周期性允许电子通过材料的波状传播,例如在金属中。如果结晶完美通过引入疾病而扰乱,则行为发生变化。对于低水平的病症,材料仍然进行,但较少。在某种程度的混乱中,电子停止传播并在称为Anderson本地化的过程中统称并集体定位。对于定期格子,第一次在1958年描述了这种效果(到1977年物理诺贝尔·洛杉矶菲利普安德森,他今年3月29日逝世)。但是,这些过程如何在QuaSipheriodic结构中发挥作用仍然是积极研究的领域。

洞察力插值

已经针对QuaSiodic Systems描述了广泛的非传统物理现象,但是没有用于处理QuaSiodic结构中的波传播的总体框架。然而,各种模型可以研究传输和本地化的特定方面。这种模型的两个范式示例是Aubry-André和斐波纳契模型,每个模型描述了不同的物理现象,尤其是涉及本地化特性时。

在Aubry-André模型中,存在两个不同的参数区域,其中颗粒可以处于“延伸”或局部状态(与电子可以通过材料传播或被卡在绝缘状态相同)中。相比之下,在斐波纳契模型中,没有一个特定的临界点分离了两个制度,但对于任何参数,系统处于本地化和扩展之间的临界状态。尽管他们急剧对比行为,但这两种型号彼此连接,并且可以彼此连续转换。这是Zilberberg的东西,然后在以色列的Weizmann科学研究所工作,在2012年与他的同事Yaacov Kraus突破了突破。留下的问题是两个如此不同的本地化行为如何连接。

堆积新的洞察力

为了回答这个问题,Zilberberg与他的博士学生AntonioŠtrkalj和他的前博士Jose Lado(现在在Aalto大学)与CNRS实验主义者Jacqueline Bloch和Alberto amo及其博士学位哥哥特(现在在公司STMicroelectronics)中联系起来。法国物理学家完善了光子平台 - 所谓的腔 - Polariton晶格 - 其中可以通过半导体纳米结构引导光,同时经历与作用在通过晶体上的电子的相互作用相互作用。重要的是,它们发现了在其光子线中产生QuaSipheriodic调制的方法,使其能够在实验中实验地实现,这是在任何系统中首次,kraus-zilberberg模型。在这些光子拟晶体上局部进行的光谱学实验提供了直接成像在系统中的亮度定位的精致可能性。

通过组合理论和实验工具,研究人员能够追踪Aubry-André模型如何发展在斐波纳契模型的极限中变得完全关键。反天平的期望,团队表明这不会以平滑的方式发生,而是通过级联定位 - 临床转换。例如,从颗粒局部化的Aubry-André模型的区域开始,在级联工艺能带在相变的每个步骤中,在相转变中合并,在此期间颗粒通过材料。在级联转变的另一边,本地化大致双打,逐渐向富溴硅模型逐渐地朝着充分关键性逐渐呈现态度。

这种情况与谷物逐渐加入堆中的米饭发生一些相似之处。有一段时间,新添加的谷物只是坐在他们降落的地方。但是一旦着陆位点的斜坡超过了临界陡峭,诱导了当地的雪崩,导致桩表面部分重新排列。重复该过程最终导致静止桩,其中一个额外的谷物可以在任何相关大小尺度上触发雪崩 - 一个“临界”状态。在QuaSiodic系统中,由于所涉及的颗粒的量子性质,情况更复杂,这意味着这些不会像颗粒一样移动,但干涉波。但在这个设置中,通过稻米堆,通过级联转型,发生整体临界状态的演变。

随着这一级联的理论描述和实验观察到关键性,该团队在QuasiPeriodic链的两种范式模型上成功地连接了量子现象,这增加了对临界出现的独特洞察力。此外,他们开发了一种灵活的实验平台,以获得进一步的探索。这些实验的重要性牢固地超出了光学性质。电子,原子和其他量子实体的行为由相同的物理控制,这可以激发设备中量子控制的新方法。正如拟体模式的吸引力超越学科,那些激发科学和最终技术进步的可能性似乎类似地无限。

参考:“通过QuaSipheriodic Chains级联的Quallade的出现Quasipalization”的Quasipalization转变“由V.Goblot,A.Štrkalj,N.Pernet,JL Lado,C. Dorow,A.Lemaître,L.LeGratiet,A. Harouri,I. Sagnes ,S. Ravets,A. Amo,J.Bloch和O. Zilberberg,6月1日2020年6月1日,自然物理.DOI:
10.1038 / S41567-020-0908-7