通過空的空間的一個光波總是在同一方向上振蕩。然而，當被放置在磁場中時，某些材料可以用來旋轉(zhuǎn)光振蕩的這個方向。這就是所謂的“磁光”效應。 |*
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　　經(jīng)過跨越很長一段時間的各種猜測之后，這個效應的一個變種，現(xiàn)在在維也納技術(shù)大學第一次得到了證實。與磁光效應連續(xù)地轉(zhuǎn)換光波的方向不同，這種被稱為“拓撲絕緣體”的特殊材料會以清晰定義的比例以量子步進的方式來進行切換。這些量子步伐的大小完全取決于基本的物理參數(shù)，如精細結(jié)構(gòu)常數(shù)。可能很快就能夠用光學技術(shù)來比目前可能通過其他方法更準確地測量這個常數(shù)。這項最新研究結(jié)果已在開放獲取的期刊《自然*通訊》中進行了報告。 g#k@R'7E  
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　　拓撲絕緣體 ExhK\J  
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　　“我們在可以改變光的振蕩方向的材料上已經(jīng)努力了很長一些時間了，”維也納技術(shù)大學固體物理研究所的Andrei Pimenov教授解釋說。一般來說，該效應取決于材料的厚度：光線在材料中行走的距離越大，旋轉(zhuǎn)的角度就越大。然而，這不是現(xiàn)在Pimenov的團隊在一個來自烏茲堡大學的研究小組的協(xié)助下所研究的事情。他們的重點一直在“拓撲絕緣體”，其中的關(guān)鍵參數(shù)是表面，而不是厚度。 0q4PhxR`e  
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　　其內(nèi)部是絕緣體，但是電流通�？梢苑浅Ｓ行У匮刂�拓撲絕緣體的表面進行傳導�！吧踔潦窃谕ㄟ^拓撲絕緣體發(fā)射輻射的時候，造成所有差異的也是這個表面，”Pimenov說。當光在該材料中傳播時，光束的振蕩方向被材料的表面進行兩次翻轉(zhuǎn)——進入的時候發(fā)生一次，出來的時候發(fā)生一次。 %[, R Q">v  
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　　這里最引人注目的是，這個旋轉(zhuǎn)以量子的步伐按特定的比例發(fā)生，而不是連續(xù)的。這些點之間的間隔不是由材料的幾何形狀或性質(zhì)決定的，而是由基本的自然常數(shù)來定義。例如，它們可以基于精細結(jié)構(gòu)常數(shù)來給出，精細結(jié)構(gòu)常數(shù)是用來描述電磁相互作用強度的參數(shù)。這可能會開啟比以前的情況更精確地測量自然常數(shù)的可能性，甚至可能會識別出新的測量技術(shù)。 4_D *xW  
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　　使用特殊材料提高測量精度 s3Wjhw/  
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　　這種情況類似于量子霍爾效應——這是在某些材料中觀察到的另一種量子現(xiàn)象——在這種情況里，一個特定的變量（在這里是電阻）每次只能增加一定的量。量子霍爾效應目前被應用于高精度的測量，官方標準定義的電阻也是基于它。早在1985年，諾貝爾物理學獎就授予了量子霍爾效應的發(fā)現(xiàn)。 M"Af_Pbx  
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　　拓撲材料也已經(jīng)成為獲得諾貝爾獎的主題——這次是2016年。據(jù)預計，這些最新的結(jié)果也將有可能使具有特殊拓撲特性的材料（在這里是拓撲絕緣體）被用于特定的技術(shù)應用成為可能。 znB+RiV8  
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　　原文鏈接：https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170524101510.htm