首次观察到的各种退化点的异常点的湮灭

　　光谱真实部分的异常点的轨迹。图片来源：马特乌什克罗尔，华沙大学物理系
　　来自波兰华沙大学，法国PascalCNRS研究所，波兰军事技术大学和英国南安普敦大学的一组研究人员表明，控制所谓的异常点是可能的。物理学家还首次观察到来自不同简并点的异常点的湮灭。您可以在最新的《自然通讯》中阅读有关可能有助于现代光学设备创造的发现。
　　我们周围的宇宙是由基本粒子组成的，其中大多数都有它们的反粒子。当粒子和反粒子，即物质和反物质相遇时，就会发生湮灭。物理学家长期以来一直能够产生准粒子和准反粒子基本激发：电荷，振动，能量被困在物质中，最常见于晶体或液体中。
　　准粒子的世界可能非常复杂，尽管矛盾的是，准粒子本身有助于简化量子现象的描述，华沙大学物理学院的JacekSzczytko解释说。
　　如果没有准粒子，就很难理解晶体管、发光二极管、超导体和一些量子计算机的运作情况。即使是抽象的数学概念也可以成为准粒子，只要它们可以在物理系统中实现。其中一个抽象的概念是例外点。
　　来自法国帕斯卡尔CNRS研究所的理论家，纪尧姆马尔普埃奇和德米特里索尔尼什科夫解释道。
　　所谓的异常点是特定的系统参数，导致两种不同解决方案的共性，这些解决方案只能存在于有损耗的系统中，即那些振荡随时间缓慢消退的系统，Malpuech说。
　　它们允许创建高效的传感器，单模激光器或单向传输。重要的是，每个异常点都有一个非零拓扑电荷一个描述基本几何性质的数学特征，并允许您确定哪个异常点将成为另一个异常点的反粒子，Solnyshkov补充道。
　　华沙大学和军事技术大学的科学家与CNRS和南安普敦大学的研究人员合作，分析了充满液晶的光学谐振器。液晶是物质的特殊相，尽管其为液态，但在某些方向上是有区别的。
　　以前认为的EP湮灭和这项工作之间的区别。a典型的EP湮灭，其中只涉及一个狄拉克山谷。EP是在增加相对非隐血性时从DP创建的。相反，当相对非隐性降低时，它们合并并形成DP。b本工作中描述的EP的湮灭，涉及不同的山谷。4EP是在增加相对非密封性时从2个DP创建的。当它进一步增加时，EP相遇并湮灭，使系统没有任何奇点。w是这里的绕组数。图片来源：自然通讯（2022）。DOI：10。1038s41467022330019
　　例如，它可以通过光束进行探测，光束的行为根据相对于液晶光学轴的入射方向而有所不同。该功能与外部电场的易调谐性相结合，是普通液晶显示器（LCD）操作的基础。偏振光即电磁波电场振动的特定方向完美地感知光轴的方向，这些与液晶细长分子的方向有关。
　　在进行的研究中，液晶层被放置在两个平面镜子之间，华沙军事技术大学的WiktorPiecek解释说。整个结构创造了一个光学腔，只有具有特定波长的光才能通过。
　　对于所谓的腔体共振模式，即具有特定颜色（能量）、偏振和传播方向的光，满足这一条件。这对应于落入腔体的光子可以在两个镜子之间多次反弹的情况。
　　液晶的存在，其方向可以通过施加电压来改变，允许调整腔体模式的能量。此外，当光以一定角度入射时，共振条件会发生变化，这尤其会导致不同的腔体模式相互相交，即尽管光的偏振不同，但具有相同的能量。
　　对于本文所考虑的液晶的特定取向，在考虑理想结构时，两种不同的腔体模式应仅针对光的四个特定入射角相交，而不会有任何损失。事实上，被困在腔体中的光可以通过不完美的镜子逸出或被散射。
　　光子停留在微腔内的平均时间可以根据光谱测量来确定。此外，由于液晶层的方向，观察到沿和垂直于液晶轴线偏振的光的散射差异。结果，在理想化的无损空腔的每个简并点的位置，观察到一对所谓的异常点，其中光子在空腔中的能量和寿命都是相同的。
　　该出版物的第一作者MateuszKrol描述了该实验：在测试系统中，观察到可以通过改变施加到腔体的电压来控制异常点的位置。首先，随着电偏置的减少，从不同简并点产生的异常点彼此靠近，并且对于适当的低电压，它们会重叠。由于接近的点具有相反的拓扑电荷，它们在相遇时会湮灭，因此它们消失了，没有留下任何特殊点。
　　这种类型的拓扑奇点行为，即来自不同简并点的异常点的湮灭，已经首次被观察到。早期的工作显示了特殊点的湮灭，但它们在完全相同的退化点上出现和消失，CNRS博士生伊斯梅尔塞普特姆布雷（IsmaelSeptembre）补充道。
　　近年来，在物理学的许多不同领域都对特殊点进行了深入研究。我们的发现将允许创建拓扑特性可以通过电压控制的光学器件，华沙大学物理学院的BarbaraPietka总结道。
　　更多信息：M。Krl等人，2D光子系统中不同狄拉克山谷中特殊点的湮灭，自然通讯（2022）。DOI：10。1038s41467022330019
　　期刊信息：自然通讯