受阻挫超材料中的不可定向序与非阿贝尔响应
软凝聚态物质
2021-11-30 v1
摘要
从原子晶体到鸟群，大多数有序形式都可被自发对称性破缺的概念所刻画。这一范式受到拓扑序发现的挑战，在拓扑序材料中，可及态的数目不仅由破缺对称性的数目决定，还由空间拓扑决定。然而迄今为止，拓扑序的概念一直与量子纠缠相关联，因而在经典系统中难以触及。本文中，我们表明，全局几何阻碍均匀序涌现的经典系统实现了一种由不可定向序参量丛定义的、未曾预料的拓扑序形式：不可定向序。我们通过设计在均匀载荷下自发破缺离散对称性的受阻挫力学超材料，从实验与理论上验证了这一概念。虽然常规序导致离散的基态简并，我们表明不可定向序意味着广泛的基态简并——表现为拓扑保护的零节点与零线。我们的超材料脱离了基于对称性破缺的传统序分类。考虑更一般的应力分布，我们利用不可定向序来设计鲁棒力学记忆，并实现携带局域载荷编织印记的非阿贝尔力学响应。我们设想这一原理将为从力学到光子学与磁学的多个物理领域中可鲁棒处理信息的设计材料开辟道路。
引用
@article{arxiv.2111.13933,
title = {Non-orientable order and non-Abelian response in frustrated metamaterials},
author = {Xiaofei Guo and Marcelo Guzman and David Carpentier and Denis Bartolo and Corentin Coulais},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.13933},
year = {2021}
}