液晶中涌现的二聚体模型拓扑序与准粒子激发：组合涡旋晶格
软凝聚态物质
2025-02-13 v1
摘要
液晶已被证明为研究涡旋、斯格明子和霍普夫子等拓扑对象提供了一个多功能的实验和理论平台。与此同时，在硬凝聚态物理中，拓扑相和拓扑序的概念被引入自旋液体的语境中，以研究量子霍尔效应和高温超导性等涌现现象。这里，我们架起了这两个看似截然不同的拓扑视角之间的桥梁。通过结合实验和模拟，我们展示了液晶中的拓扑缺陷如何被用作多功能构建块来创建复杂、高度简并的拓扑相，我们称之为'组合涡旋晶格'(CVLs)。CVLs表现出广泛的残余熵，并支持以电荷守恒拓扑单极子形式存在的局部稳定准粒子激发，这些单极子可以作为移动的信息载体并通过狄拉克弦相连。CVLs可以按需重写和重新配置，赋予各种对称性，并通过激光诱导的拓扑手术进行修改——这是信息存储和检索的一项关键能力。我们实验上演示了CVLs的实现、稳定性和精确光学操控，从而为理解和在液晶及其他有序介质中技术性地利用更高层次的拓扑开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2502.08314,
title = {Emergent dimer-model topological order and quasi-particle excitations in liquid crystals: combinatorial vortex lattices},
author = {Cuiling Meng and Jin-Sheng Wu and Žiga Kos and Jörn Dunkel and Cristiano Nisoli and Ivan I. Smalyukh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.08314},
year = {2025}
}