第227章 洗不掉的杂质(2/2)
「你们这个材料,本身就是极端的。」徐辰打断了他,「还记得我们之前的结论麽,这是非共线反铁磁,加上手性结构,这简直就是产生贝里曲率的温床。」
虽然心里有了这个猜想,但徐辰并没有立刻下定论。
「这目前只是一个基于群论和拓扑学的数学猜想。而且,这个猜想有一个致命的弱点。」
「什麽弱点?」张乐阳紧张地问道。
「积分。」徐辰指着那个公式,「在绝大多数情况下,整个布里渊区的贝里曲率积分是零。除非……」
徐辰顿了顿,眼神变得深邃:「除非在这个高维空间里,存在着某种『奇点』。这些奇点像泉眼一样源源不断地喷涌出贝里曲率,也就是物理上说的——外尔点。」
「如果没有找到这些奇点,那这个公式就是废纸一张,我们的猜想也就只是空想。」
张乐阳咽了口唾沫:「那……怎麽找?」
「靠算。」徐辰合上笔记本,目光如炬,「这需要构建极其复杂的哈密顿量,并在六维参数空间里进行拓扑搜索。这不是物理实验能做到的,这是纯粹的数学战争。」
「看来,又得闭关算一阵子了。」
……
徐辰把自己关进了研究室。
面前的白板上,密密麻麻地写满了哈密顿量和各种拓扑不变量的符号。
他要做的,是一场纯粹的数学推演,试图在理论层面捕捉那个反常信号的本质。
那个巨大的反常霍尔信号,就像是一个隐藏在迷雾中的异常值。经典物理的洛伦兹力公式无法解释它,因为它并不依赖于宏观磁矩。
「如果把电子比作赛车,经典物理认为,赛车之所以转弯(产生霍尔电压),是因为受到了侧向的风(磁场/磁矩)。但现在,没有风,赛车却依然在疯狂转弯。」
「唯一的解释是——赛道本身就是弯的。」
「我要做的,就是画出这条看不见的『弯曲赛道』——也就是倒空间中的贝里曲率场。」
但这并不容易。
历史上,虽然Haldane在1988年就提出了这种无磁场的量子霍尔效应模型,并因此拿了诺奖,但他那是基于二维蜂窝状晶格的玩具模型。而Mn?Sn是一个真实的三维材料,拥有复杂的磁结构和自旋-轨道耦合。
要在这样一个拥有几百个电子丶相互作用错综复杂的真实体系中,精确计算出那个微小的几何曲率,其难度无异于在波涛汹涌的大海中,寻找一滴水的旋转方向。
这也是为什麽之前没人往这方面想的原因——计算量太大,且极易迷失在数以亿计的积分网格中。
……