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과학자들은 Metamaterials의 새 Topological 대칭 찾기

Published on December 21, 2010 at 1:23 AM

Möbius 대칭, 반 꼬인 두 표면 스트립만이 한쪽을 산출 topological 현상은 독일 수학자 August Möbius에 의해 1858 년에 발견 이후 매력의 원천이되었습니다.

MC 에셔 너무 생생하게 자신의 입증 작가로 "개미의 행렬,"그것은 가장자리를 넘고없이 "내부"와 Möbius 스트립의 "외부"표면을 통과하는 것이 가능합니다. 년 동안, 과학자는 성공하지 않고 천연 재료의 Möbius 대칭의 예를 들어 검색되었습니다. 인공 "원자"와 오히려 그들의 화학 성분보다는 구조에서 발생하는 전자파 특성을 가진 '분자'에서 설계 자료 - 이제 과학자의 팀은 metamaterials에 Möbius 대칭을 발견했다.

버클리 연구소 연구원은 금속과 절연체로 만든 metamolecular trimers에 Möbius 대칭을 발견했습니다.

시앙 장, 에너지의 로렌스 버클리 국립 연구소 미국과 (버클리 연구소)와 캘리포니아 대학 (UC) 버클리에서 교수와 과학자, 금속으로 만든 전자 Möbius 대칭이 성공적으로 합성 metamolecular 시스템에 도입된있는 연구를 이끌 그리고 절연체. 이 발견은 metamaterials의 소설 현상을 찾아서 악용에 문을 엽니다.

"우리는 실험적으로 메타 원자 사이의 전자기 커플링에 로그인 변화에 의해 제어 왜곡의 번호와, Möbius 스트립의 구조적 대칭 동일합니다 전자기 metamaterial 시스템에 새로운 topological 대칭을 관찰있다"고 장은 말합니다. "우리는 더 이상 다른 커플링 신호와 함께 metamaterials는 숫자가 아니라 왜곡의 위치에 따라 공진 주파수를 전시 것을 증명하고있다. 이것은 대칭의 topological 특성을 확인합니다."

결합 분할 링 resonators, 장 그의 연구 그룹의 구성원으로 구성된 금속 공진 메타 원자와 함께 일하는 것은 trimers 이러한 메타 원자 세를 조립. 120 도까지 회전을 통해 세 가지 의미 Möbius 순환 대칭 - 구성 메타 원자 사이의 전자기 커플링주의 디자인을 통해 이러한 trimers는 Möbius C3 대칭을 표시합니다. 구성 메타 원자 사이의 전자기 커플링 상수의 징후의 변화에​​서 Möbius의 왜곡 결과.

"우리 메타 분자 trimers에서 발견 topological Möbius 대칭 자연 물질이나 분자를 발생에서 찾을 수 없습니다 새로운 대칭입니다." 장은 말합니다. "metamolecules의 결합 상수가 임의로 어떤 제약도없이 부정 긍정에서 다양한 수 있기 때문에 Möbius의 왜곡의 수가 우리가 도입할 수는 무제한입니다. 이것은 지금까지 수학적 상상력으로 제한되었습니다 topological 구조가 이제 metamolecules를 사용하여 실현될 수있다는 것을 의미 다양한 디자인. "

이 발견에 대한 자세한 내용은 제목 종이에, 저널 체육 검토 편지에서 출판되었습니다 "광 Möbius 대칭 Metamaterials 인치" 장 공동 저작 종이 친 - 웨이 창, 명나라 리우, Sunghyun 남구, Shuang 장, Yongmin 리우와 가이 Bartal이 있었다.

시앙 장 버클리 연구소의 재료 과학 부서와 어니스트 미 Kuh와 주요 조사는 그 확장성과 통합 NanoManufacturing (SINAM), 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 나노 스케일 과학 및 공학 센터를위한 센터를 지휘 UC 버클리에서 교수를 의장 둘러 싸인 .

과학에서 대칭은 시스템이 변화를 겪습 때 보존되는 시스템 기능 또는 속성으로 정의됩니다. 이것은 보존 법률과 다른 한 상태에서 시스템의 변화를 제어하는​​ 선택 규칙과 같은 물리적인 현상을 underpinning, 과학에서 가장 기본적인 조건이며, 중요한 개념 중 하나입니다. 대칭도 crystallography와 분광을 포함한 화학 반응 및 드라이브 중요한 과학적 도구 번호를 지시.

같은 공간 형상과 같은 일부 symmetries는, 쉽게 관찰하는 동안 같은 광학 symmetries 타인은, 숨겨져있을 수 있습니다. 숨겨진 symmetries 잠복에 대한 강력한 조사 도구로 알려진 일반적인 현상이다 "축퇴." 예를 들어, 크리스탈에있는 원자의 에너지 레벨 퇴화는 크리스탈 대칭과 상관 있습니다. 그것이 상대적으로 간단한 시스템이지만,이 현상의 풍부한 스펙트럼을 밝히지 때문에 3 바디 시스템은 trimer처럼 퇴화과 대칭 사이의 상관 관계를 연구에 특히 효과가 있습니다.

Last Update: 18. October 2011 01:06

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