วัสดุที่เรียกว่าฉนวนทอพอโลยีมีคุณสมบัติพิเศษคือสามารถนำไฟฟ้าบนพื้นผิวของมันได้ แม้ว่าข้างในจะเป็นฉนวนก็ตาม หากนั่นยังไม่แปลกพอ นักฟิสิกส์ได้แสดงการทดลองแล้วว่าวัสดุดังกล่าวสามารถดำรงอยู่ได้ในสี่มิติเชิงพื้นที่ นักวิจัยจากสิงคโปร์และสหราชอาณาจักรประสบความสำเร็จในความสำเร็จนี้ด้วยการเดินสายแผงวงจรไฟฟ้าเพื่อเป็นตัวแทนของโครงตาข่ายที่เชื่อมต่อกันอย่างมาก
และกล่าวว่า
โครงร่างของพวกเขาสามารถขยายได้ถึงห้าหรือหกมิติ ความสำคัญของโทโพโลยีสามารถเห็นได้จากการเปรียบเทียบลักษณะเชิงพื้นที่ของทรงกลมและโดนัท เป็นไปไม่ได้ที่จะแปลงร่างเป็นอีกอันโดยการค่อยๆ เปลี่ยนแปลงรูปร่าง การยืด การบีบ หรือการบิดเบี้ยวใดๆ จะไม่ทำให้โดนัทกลายเป็นทรงกลม
และในทางกลับกัน การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้จากการกระทำที่กะทันหันและไม่ต่อเนื่องเท่านั้น – การแทรกหรือการถอนรู แนวคิดที่คล้ายกันนี้สนับสนุนฉนวนทอพอโลยี แต่การเปลี่ยนแปลงในกรณีนี้ไม่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติเชิงพื้นที่ของวัสดุ แต่จะเกี่ยวข้องกับฟังก์ชันคลื่นของอิเล็กตรอน
ที่ไหลอยู่ในวัสดุแทน สิ่งเหล่านี้ประกอบด้วยสิ่งที่มีลักษณะเป็นปม ทำให้ไม่สามารถเปลี่ยนฉนวนทอพอโลยีให้เป็นฉนวนปกติได้อย่างราบรื่น วัสดุจะต้องกลายเป็นโลหะก่อน ซึ่งหมายความว่าขอบเขตทางกายภาพของวัสดุกับโลกภายนอกนั้นนำไฟฟ้าได้ แม้ว่าส่วนใหญ่ของวัสดุจะเป็นฉนวนก็ตาม
ปรากฏการณ์นี้เคยปรากฏให้เห็นในรูปแบบสองและสามมิติมาก่อน ในกรณีเดิมซึ่งพบครั้งแรกในปี 2550และคล้ายกับควอนตัมฮอลล์เอฟเฟกต์ วัสดุดังกล่าวประกอบด้วยระนาบฉนวนที่มีกระแสไฟฟ้าหนึ่งมิติไหลรอบขอบ กรณีหลังซึ่งตรวจพบตั้งแต่ปี 2551 เป็นต้นมา มองเห็นกระแสไหล
ในหลากหลายทิศทางผ่านพื้นผิวของฉนวนจำนวนมาก ในทั้งสองกรณี กระแสจะถูกสร้างขึ้นเมื่อสปินของอิเล็กตรอนมีปฏิสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ในวงโคจรของมันขณะที่มันเดินทางผ่านอวกาศ กระแสน้ำเหล่านี้ยังคงอยู่แม้ว่าขอบหรือพื้นผิวที่เกี่ยวข้องจะผิดรูปก็ตาม
เกินสามมิติ
นักทฤษฎีบอกเราว่าฉนวนทอพอโลยีควรมีอยู่ในมิติที่สูงกว่าด้วย อันที่จริง ก่อนหน้านี้นักวิจัยเคยสังเกตพวกมันในสี่มิติ แต่พวกเขาทำได้โดยการแมประบบ 4 มิติกับระบบ 2 มิติ งานล่าสุดเกี่ยวข้องกับการสร้างฉนวนทอพอโลยีแบบ 4 มิติโดยตรง ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวนมาตรฐานเมื่อจำกัดขนาดไม่เกิน 3 มิติ
และแสดงคุณสมบัติที่แปลกใหม่เมื่อขยายเป็นส่วนที่สี่เท่านั้นฉนวน 4 มิติใหม่นี้อิงตามแบบจำลองที่วาดขึ้น แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม และผ่านการทดลองโดยทีมงานที่ในการสร้างฉนวน ทีมงานอาศัยโครงสร้างเทียมที่เรียกว่าวัสดุเมตา การสร้างวัสดุนี้
เกี่ยวข้องกับการสร้างออสซิลเลเตอร์ไฟฟ้าจำนวนมากจากตัวเก็บประจุและตัวเหนี่ยวนำ จากนั้นจัดเรียงเป็นตารางบนแผงวงจรหลายแผ่นซ้อนทับกัน ออสซิลเลเตอร์แต่ละตัวมีพฤติกรรมเหมือนอะตอมเทียม Chong กล่าว ระบบโดยรวมจะทำหน้าที่เหมือนคริสตัลที่กระแสไฟฟ้าสามารถไหลผ่านได้
แนวคิดคือการต่อออสซิลเลเตอร์เพื่อให้พวกมันทำงานทางไฟฟ้าเหมือนที่ทำในสี่มิติ แม้ว่าพวกมันจะนั่งอยู่ในโลก 3 มิติของเราก็ตาม ดังที่ Chong อธิบายไว้ สิ่งนี้จะเกิดขึ้นไม่ได้หากออสซิลเลเตอร์แต่ละตัวเชื่อมโยงกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดเท่านั้น แต่สามารถเพิ่มมิติพิเศษให้กับแถวออสซิลเลเตอร์หนึ่งมิติ
โดยการเชื่อมโยงแต่ละออบเจกต์เหล่านั้นกับอีกสองรายการที่อยู่ถัดไปจากบนและล่างของเส้น แนวคิดนี้สามารถอนุมานได้ ดังนั้นในการเชื่อมต่อพื้นที่ 3 มิตินอกเหนือจากเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด (6) แห่งจะทำให้เกิดวงจรที่ทำงานราวกับว่ากำลังนั่งอยู่ในพื้นที่ 4 มิติ
การทดสอบ
การคาดการณ์เพื่อทดสอบระบบ Chong และเพื่อนร่วมงานได้ส่งพัลส์แรงดันไฟฟ้าผ่านวงจร พวกเขาพบว่าเมื่อต่อวงจรตามแบบจำลองของ Price คลื่นเหล่านั้นจะแพร่กระจายเป็นคลื่นผ่านการเชื่อมต่อที่สร้างขึ้นเพื่อสร้าง “พื้นผิว” 3 มิติของวัสดุ แต่ไม่ได้อยู่ในกลุ่ม 4 มิติ พวกเขายังสังเกตว่า
การปรับแต่งส่วนประกอบของวงจรอาจทำให้คลื่นหายไปจากพื้นผิวได้ ดังนั้นการเปลี่ยนวัสดุให้เป็นฉนวนโดยตรงจากข้อมูลของ Chong นักวิทยาศาสตร์เคยคิดว่าเป็นไปไม่ได้ที่จะตระหนักถึงระบบ 4D ดังกล่าวด้วยการทดลอง “เชื่อกันว่าเป็นเพียงจังหวัดแห่งการศึกษาเชิงทฤษฎี” เขากล่าว “
เคล็ดลับคือเราไม่ได้ใช้วัสดุจริงแต่เป็นวัสดุสังเคราะห์”แห่งมหาวิทยาลัย ในโปแลนด์ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยนี้ คิดว่างานนี้เป็นลางดีสำหรับการใช้งานฉนวนทอพอโลยีที่เป็นไปได้ เนื่องจากสภาพพื้นผิวยังคงไม่บุบสลาย แม้ว่าส่วนประกอบต่างๆ จะมีค่าความจุและความเหนี่ยวนำที่ไม่แน่ชัด
ในสหราชอาณาจักรก็คิดว่าไม่น่าเป็นไปได้ที่ระบบเฉพาะนี้จะมีแอปพลิเคชันในทันที แต่เขาเห็นด้วยว่าในระยะยาว เทคโนโลยีสามารถให้ประโยชน์ได้ “แนวคิดทั่วไปที่ว่าสถานะพื้นผิวที่ได้รับการปกป้องอาจถูกนำมาใช้ในการคำนวณแบบควอนตัมนั้นมีมาระยะหนึ่งแล้ว” เขากล่าว
“และระบบแบบนี้ทำให้เรามีสถานะพื้นผิวที่ได้รับการปกป้องแบบใหม่ ซึ่งไม่มีใครรู้!” “ความแข็งแกร่งของระบบทอพอโลยีไปจนถึงการก่อกวนนั้นมีแนวโน้มที่ดีอย่างมากจากมุมมองของการใช้งานในอนาคต ซึ่งควอนตัมคอมพิวติ้งเป็นหนึ่งในตัวเลือกที่สำคัญที่สุด” เขากล่าว
ที่ใช้เป็นระบบคลาสสิกล้วน ๆ ที่ไม่สามารถรองรับการพัวพันได้ แต่เธอให้เหตุผลว่างานนี้เป็นการปูทางไปสู่ระบบมิติอื่นๆ ที่สูงกว่า “มีคำแนะนำว่าบางสิ่งเจ๋งๆ อาจเกิดขึ้นได้ใน 5D และ 6D” เธอกล่าว
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
