Couette 流中液晶脱落体的 "Hall" 传输

拓扑学为粒子物理、宇宙学和凝聚态物理等多个领域提供了统一框架。在凝聚态物理的语境下，最迷人的拓扑现象之一是拓扑霍尔效应，其相对现象即 Skyrmion 霍尔效应。Skyrmion 是某些手性磁性体中稳定的涡旋样 spin 配置，当受到外部电流时会向电流的横向漂移。这些准粒子由一个守恒的拓扑电荷特征化， 在 Skyrmion 霍尔效应中扮演普通霍尔效应中电荷的角色。最近的研究表明，具备手性特性的液晶体是研究拓扑脱落体，包括其二维 和三维实现的理想试验平台。本文通过实验和数值模拟展示，三维脱落体即 "toron" 在受剪切流驱动时 exhibits 出类似霍尔效应的现象：toron 向剪切平面垂直的方向偏转。实验结果通过动力 Ericksen-Leslie 方程解释，预测净质量流的横向分量出现，其大小随剪切速率的三次方成比例。扰动分析突显了粘性力和手性弹性扭矩之间的相互作用作为净横向电流产生的机制。数值模拟进一步表明，toron 不仅被流体拉扯，而是以自身的横向速度移动，远快于平均流在横向上的速度。我们的发现可能为基于软性拓扑脱落体的响应性微流体应用提供可能。