-凝聚態物理 | 知乎問答精選

 

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拓撲學在物理研究中有哪些具體應用?

【andrewshen的回答(84票)】: 現在做的 project 就和拓撲絕緣體有關係. 不過 project 做不動, 還是先來簡單科普一下, 換換腦子. 我主要談談拓撲學在冷原子物理學中的應用. 既然說談到拓撲學在物理中的應用, 那就首先第一個問題是拓撲學是什麼? 經常聽到一個科普的說法: 拓撲學是橡皮泥的數學. 具體地說, 拓撲學研究幾何物體在連續形變下保持不變的那些性質. 所謂連續形變是指變形時不撕裂, 不粘...



聲波有波粒二象性嗎?

【蘭姆的回答(155票)】: 這個問題其實很有意思,支持聲子是聲波量子化的都覺得這件事無可辯駁、不言自明,反對聲子是聲波量子化的卻也引經據典、言之鑿鑿——而爭論的雙方,很多都受過本科以上水平的物理教育——這一點本身便宣示著這個問題的價值。 物理學一直存在著兩種信念:一是對理論的普適性的信任——量子理論在各個領域取得了廣泛而深刻的成功,在所有最精細的實驗中被反覆證實,沒有什麼證據...



光學晶格 (Optical lattice) 這個領域目前的發展如何,有哪些學校做的比較好?

【ZhaohengGuo的回答(10票)】: 光晶格技術,可以說是過去十五年間冷原子領域最大的突破。對光晶格技術和Feshbach共振技術的利用,使得利用冷原子研究複雜的量子多體問題變為了可能,物理學家們找到了一條與「燒材料」不同的路來研究凝聚態物質。用von Klitzing的話來說,就是:we find a very clean and clear way to study condensed matter physics. 早期的冷原子先驅們都要面對Einstein在BEC的開創性文章...



電子和聲子如何相互作用形成電荷密度波的?

【達也下山的回答(15票)】: 正好是做這個的,就來回答一下。 @Raul Peng 已經以一維體系為例很好地解釋了電荷密度波的Peierls機制。由於電荷密度波這個想法就是Peierls提出的,無論在教科書上,還是實際材料中,討論電荷密度波首先就要考慮這個機制。 不過,這個機制的核心並不是電子聲子耦合(electron-phonon coupling)。從@Raul Peng給出的這個公式 中可以看到,當式子中的q接近 時,式子右邊的分母...



什麼是分數量子霍爾效應?

【andrewshen的回答(121票)】: 這個問題略犀利... 分數量子霍爾效應(Fractional Quantum Hall Effect ~ FQH)是霍爾效應家族裡最複雜也是最 fancy 的之一... 下面是豆瓣物理組 E 大為霍爾效應家族做的一副圖, FQH 就是最右下角的那個. 問這個問題的人想必沒有太多凝聚態物理的背景, 我還是盡可能從頭講起. 霍爾效應 高中物理課上想必大家都學過霍爾效應: 將一塊導體(半導體也可以)放置在一個磁場內, 然...



量子糾纏的機制是什麼?

【RogerTaylor的回答(121票)】: 先說結論,量子糾纏是時空拓撲性質的物理表現 不過,這是一個非常困難而深刻的問題,因為提及了「機制」,而不是簡單的「定義」。該問題遠超本人能力水平,故只做最基本的討論。關於糾纏機制,主要的idea基於一種Toy model,也就是 topological entanglement(拓撲糾纏) 一、定義(quantum entanglement) 首先對這裡的「量子糾纏」(quantum entanglement)做最基本的定義...



物理科研是夕陽行業嗎?

【gong果凍的回答(56票)】: 物理科研不是產業,更無所謂夕陽。 【EvanWang的回答(49票)】: 艾瑪,我本來想好好的寫點物理科研前景是什麼的,什麼藍光LED啊 什麼太陽能電池啊,怎麼改變人類的生活啊,怎麼讓人們抱有改變生活的希望啊。 後來一想,我他喵的對著一頭牛彈一首激情澎湃的,自我陶醉的搖滾樂,牛只會踹我一腳。 ===================================================================== 2015/02/...



拓撲絕緣體的 Z_2 拓撲不變量有什麼意義?

【LoverTD的回答(42票)】: 的物理理解上一個回答說得很清楚了. 我這裡提供一個更簡單的... 就是奇偶的區別: 如果表面上有偶數個邊界態, 則它們兩兩融合可以被 gap, 因此拓撲平凡; 如果有奇數個邊界態, 則總剩下一個無法被 gap, 因此拓撲非平凡. 所謂"融合", 是說 vorticity 相反的兩個 Dirac point 如果碰到一起就沒了... vorticity 是繞 Dirac point 一圈的 Berry connection 的線積分(winding number...



水在臨界點發生了什麼?

【盤子的回答(66票)】: 其實在理論物理學家眼中, 氣液兩相是沒有本質區別的. 表面上看, 它們都是流體, 其動力學性質都可以用流體力學的方程來描述. 實際操作看, 液相和氣相之間可以連續轉變. 比如如下圖藍色所示的路徑: 更深入地看, 氣液兩相具有相同的對稱性, 在相變的過程中沒有發生對稱性破缺. [1] 因此, 氣液兩相的定義, 更多地是為了日常生活時使用的方便. 氣液兩相的區別, 主要是力學性...



兩個電子,自旋方向相反,他們之間的相互作用是怎樣的?

【雷丁的回答(5票)】: 電子帶有電荷和自旋,除了很特殊的情況(Luttinger液體裡自旋電荷分離),一般這兩個性質是一起的 所以兩個電子通過電荷可以有庫侖相互作用,通過自旋可以有磁偶極子相互作用,但是庫侖作用遠遠大於偶極子作用,所以我們一般只需要考慮庫侖相互作用 先考慮題主的問題的情況,兩個電子自旋反向排列 氫分子裡有兩個電子,每個電子都被各自的質子束縛,如果這兩個電子相距無窮遠,那麼顯...