首个光学拓扑绝缘体研制成功

近日,以色列和德国科学家携手合作,成功研制出首个光学拓扑绝缘体,这种新设备通过一种独特的“波导”网格为光的传输护航,可减少传输过程中的散射。科学家们表示,最新研究对光学工业的发展大有裨益。研究发表在最新一期的《自然》杂志上。     

自旋陈数理论和时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应

一般认为,量子自旋霍尔效应只有受到时间反演对称性的保护才是稳定的。但是,因为在 实际材料中破坏时间反演对称性的微扰往往无法避免,这种受时间反演对称性保护的量子自旋霍 尔效应在真实环境中并不稳定。本综述将介绍近期在寻找无需时间反演对称性保护的量子自旋霍 尔效应方向上的系列研究进展。我们将证明量子自旋霍尔体系的非平庸拓扑性质在时间反演对称 性被破坏后仍然可以完好存在,并通过一个规范讨论,将边缘态一般性质和体能带的非平庸拓扑 性质联系起来。进一步,将探讨通过人工消除边缘态时间反演对称性而实现稳定的量子自旋霍尔 效应的方案。此外,我们还将介绍自旋陈数理论,自旋陈数是在没有时间反演对称性存在时,表 征量子自旋霍尔体系所处不同拓扑相的有效工具。     

缀饰格子中时间反演对称破缺的量子自旋霍尔效应

<正>研究了缀饰格子中的量子自旋霍尔效应,模型中同时考虑了Rashba自旋轨道耦合和交换场的作用.缀饰格子具有简立方对称性,以零能平带和单狄拉克锥结构为主要特点.在缀饰格子中,不论是实现量子自旋霍尔效应还是量子反常霍尔效应,都需要一个不为零的内禀自旋轨道耦合作用来打开一个完全的体能隙,这与石墨烯等六角格子模型有着很大的不同.在交换场破坏了时间反演对称性的情况下,以自旋陈数为标志的量子自旋霍尔效应仍然能够存在,边缘态和极化率的相关结果也证明了这一结论.结果表明自旋陈数比z2拓扑数在表征量子自旋霍尔效应方面有着更广泛的适用范围,相应的结论为利用磁场控制量子自旋霍尔效应提出了一个理论模型和依据.     

Branch Processes of Regular Magnetic Monopole

In this paper, by making use of Duan＇s topological current theory, the branch process of regular magnetic monopoles is discussed in detail. Regular magnetic monopoles are found generating or annihilating at the limit point and encountering, splitting, or merging at the bifurcation point and the degenerate point systematically of the vector order parameter field φ（x）. Furthermore, it is also shown that when regular magnetic monopoles split or merge at the degenerate point of field function φ, the total topological charges of the regular magnetic monopoles are stilI unchanged.     

Evolution of Spiral Waves in Excitable Systems

Spiral waves, whose rotation center can be regarded as a point defect, widely exist in various two-dimensional excitable systems. In this paper, by making use of Duan＇s topological current theory, we obtain the charge density of spiral waves and the topological inner structure of its topological charge. The evolution of spiral wave is also studied from the topological properties of a two-dimensional vector field. The spiral waves are found generating or annihilating at the limit points and encountering, splitting, or merging at the bifurcation points of the two-dimensional vector field. Some applications of our theory are also discussed.     

基于函数调用图的静态数据分配

在许多嵌入式设计中,数据存储器是稀缺资源.如何基于静态分配方案,用最少的内存空间来存储程序数据成为嵌入式设计中一个非常重要的问题.如果两个函数之间不存在直接或者间接的调用关系的话,这两个函数的局部变量的生命期就没有重叠.这样的两个函数的局部变量可以共用存储空间而不会影响程序的正确性.基于这个思路,本文提出一种基于函数调用图的拓扑排序的最优静态分配算法(TBA)并证明了该分配算法的最优性.该分配算法通过静态分析技术,构建函数调用图(FCG),基于FCG的拓扑排序,计算每个函数的私有数据段的全局地址以及段内每个符号的全局地址,并根据重定位表更新对这些符号的引用.实验结果表明该算法优于前人提出的启发式算法.     

烷基苯的热力学性质与分子拓扑指数的关系研究

此文分析了烷基苯的结构特点，以分子的拓扑指数为结构参数，研究了苯、烷基系列的燃烧热，生成自由能等八种热力学性质与结构参数的关系，提出计算热力学性质的一个通用关系式Ｙ＝ａ·Ｎ＋ｂ·Ｒ＋ｃ·ＮＲ＋ｄ，用计算机处理，得到一系列经验公式，计算结果表明：烷基苯系列的热力学性质与拓扑指数相关性能很好。     

Tracking problem under a time-varying topology

This paper studies the multi-agent tracking problem of a third-order maneuvering target under uncertain communication environments. Each tracking agent is assumed to be a third-order system and can only use its own and neighbors＇ position, velocity, and acceleration information to design its control input. In this work, the uncertain communication environments are modelled by a finite number of constant Laplacian matrices together with their corresponding scheduling functions. Sufficient conditions for the existence of a tracking strategy have been expressed in terms of the solvability of linear matrix inequalities. Finally, a numerical example is employed to demonstrate the effectiveness of the proposed tracking strategy.     

Bi2Te3拓扑绝缘体表面颗粒化铅膜诱导的超导邻近效应

拓扑绝缘体的出现为寻找拓扑超导体和Majorana费米子提供了一种可能的途径. 在拓扑绝缘体Bi₂Te₃表面沉积极薄的不连续铅膜, 试图通过邻近效应感应出大片的超导区, 为下一步研究拓扑超导电性创造条件.借助四引线电输运测量实验, 在0.25 K的低温下看到了超流现象, 表明沉积在Bi₂Te₃表面的厚度小于20 nm的颗粒化铅膜能够诱导邻近效应, 并且使大片Bi₂Te₃超导. 关键词： 超导邻近效应 S-N-S结 拓扑绝缘体     

安培环路定理的拓扑学描述

近年来拓扑学在量子力学中得到了广泛的运用.本文将安培环路定理积分式重新表达为一矢量场在轮胎参数面上的第一类陈数积分.数值模拟展示了该积分值为一整数即第一陈数,其代表矢量场的整体性质:当经历连续变换时,矢量场的局部数值发生改变但整体积分值即陈数仍保持不变;若陈数发生改变,则表明矢量场变换的连续性条件发生破坏,矢量场出现奇点.进一步通过高斯映射将该矢量场从参数轮胎面映射到单位球面上,并给出了第一陈数的直观几何意义.理论和数值结果揭示了安培环路定理的拓扑学本质,表明拓扑概念在经典物理学中也会有广泛应用.