拓扑机械链中的扭结-反扭结不对称性及杂质相互作用
软凝聚态物质
2017-02-08 v2
摘要
我们研究由弹簧耦合的双原子周期转子链的动态响应，其原胞打破空间反演对称性。在连续介质描述中，我们推导了一个非线性场论，它允许拓扑扭结和反扭结作为非线性激发，但其中一个拓扑边界项打破了两者之间的对称性，并在能量上有利于扭结构型。利用蛛网图，我们发展了扭结运动的定点分析，并证明扭结传播没有通常与晶格模型相关的Peierls-Nabarro势垒。利用连续介质弹性理论，我们将扭结运动无Peierls-Nabarro势垒归因于拓扑边界项，该边界项确保只有扭结构型（而非反扭结）的势能为零。此外，我们使用适用于预应力结构的切向刚度矩阵方法研究了扭结和反扭结构型周围的特征模式，明确展示了两者之间通常的能量简并不再成立。我们展示了扭结-反扭结不对称性如何也体现在这些非线性激发与链中作为弹簧刚度无序引入的杂质相互作用的方式中。最后，我们讨论了杂质在（键）弹簧长度中的影响，并基于简单连杆构建了验证我们预测的原型。
引用
@article{arxiv.1608.02127,
title = {Kink-antikink asymmetry and impurity interactions in topological mechanical chains},
author = {Yujie Zhou and Bryan Gin-ge Chen and Nitin Upadhyaya and Vincenzo Vitelli},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.02127},
year = {2017}
}
备注
20 pages, 21 figures