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  • 2024-09-22 06:47:51
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轨道交通网络系统场景拓扑展示,轨道交通拓扑结构

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于轨道交通网络系统场景拓扑展示的问题,于是小编就整理了2个相关介绍轨道交通网络系统场景拓扑展示的解答,让我们一起看看吧。

太阳的引力从太阳表面到水星轨道为什么是一样大?太阳的引力从水星到金星有什么不同?

引力是物质“构造时空”的结果。当时空只有太阳时,太阳就会把时空“构造”成,围着太阳一个“球套”,又一个“球套”;每个“球套”上的时空曲率都是相等的,沿着“球套”表面时空曲率相等;大“球套”曲率小于小“球套曲率”;太阳建立的引力场就是大小“球套”间时空曲率梯度场,引力方向像车圈的辐丝一样都指向太阳中心。

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当太阳附近加入了一个水星以后,太阳的引力场就被“干扰”了,其“球套”形状就被水星干扰形变了;这时,整个太阳---水星引力场形状,由等时空曲率“球套面”扭曲成“椭球曲面”。而且,这个“椭球曲面”还随着水星绕日运动,而时刻在“形变”着,只不过这个“形变”是遵守拓扑守恒规律的,比如,开普勒定律。

太阳系中每个行星如果孤立地、单独考察其与太阳的引力关系,则相当于太阳周围形成一个又一个“椭球套”,而且是不断“守恒变化的椭球套”,行星就是以这个“椭球套”为轨道,绕着太阳稳定、拓扑守恒运动着。

所以说,整个太阳系的时空拓扑形状,就是众多“椭球轨道”,互相轻微干扰后,形成一种“椭球轨道嵌套”的拓扑形式。而且是“联合”拓扑守恒关系,一种复杂的“纤维丛”拓扑。

所以说,宇宙时空可以定义在一种抽象的“纤维丛”拓扑上,其运算由引力给出,或再进一步“抽象”。

谁能简单介绍一下拓扑绝缘体和拓扑半金属?

在理解拓扑绝缘体和拓扑半金属之前,我们可以先来了解一下什么是绝缘体和半金属。

上个世纪量子力学发展起来之后,应用于不同的领域便产生了不同的基于量子物理的学科。物理学家们把量子力学的理论应用在了研究材料的过程中产生了一门新的学科——固体物理。

材料的基本分类

固体物理中很重要的一个概念是能带。我们平时所见的不同种类的材料,包括绝缘体、半导体、金属的最本质的区别其实就是能带的区别。关于能带的介绍可以看一下我的另一篇文章《

导体绝缘体和半导体最本质的区别是什么?》,在这里我们只给出一些关于能带的结论。

一般材料的能带可以分为价带和导带。影响材料导电性能的最主要因素是看材料中费米能级的位置。金属的价带和导带是交叠在一起的,费米能级位于导带,因而可以有很多电子参与导电;如果价带和导带的交叠部分很少,那么这种材料也是可以导电的,只不过导电性要比正常的金属要差一些,我们把这种材料称为半金属绝缘体的价带和导带之间存在一个很大的带隙,费米能级位于带隙之中,因而很难有电子参与导电;半导体的价带和导带之间虽然也有带隙,但是不像绝缘体那么大。如果有合适的外界因素将半导体中的电子激发,那么半导体也将具有一定的导电性。

图1. 不同材料的能带结构

拓扑材料的形成

于是我们知道了绝缘体的能带结构是一种有带隙的结构。以前人们认为,不同种类的绝缘体仅仅是带隙的大小会有一些区别。但是后来科学家发现,绝缘体还可以根据它们的能带结构进行更细的划分。如果材料中存在很强的自旋轨道耦合,那么它的能带结构会发展反转,并因此打开一个带隙,这种绝缘体就叫做拓扑绝缘体。

拓扑绝缘体有一个很神奇的性质是它的体态是绝缘的,而表面是导电的。表面的能带会出现一个类似于锥形的结构,叫做狄拉克锥。目前发现的拓扑绝缘体材料有HgTe、Bi2Se3等等。

类似于拓扑绝缘体的表面态,拓扑半金属的表面态也是不平凡的。它会出现一个叫做费米弧的结构。

图2. 德国数学家物理学家赫尔曼·外尔

1929年,赫尔曼·外尔通过解狄拉克方程发现了一种无质量费米子的存在,后来被称作外尔费米子。在粒子物理的标准模型中,除了中微子之外,所有的费米子都是狄拉克型费米子。后来人们进一步发现,中微子也是有质量的,因此也不属于外尔费米子。

最终在2015年,人们在凝聚态物理的材料体系中发现了外尔半金属,而外尔费米子作为一种外尔半金属的低能激发存在于其中。外尔费米子还有一种神奇的性质是它的表面态存在一对相反的磁单极,这为人们在自然界中寻找磁单极子的存在提供了线索。

图3. 拓扑绝缘体(a)和拓扑半金属(b)的能带结构。拓扑半金属还可以分为第一类拓扑半金属(c)和第二类拓扑半金属(d)

到此,以上就是小编对于轨道交通网络系统场景拓扑展示的问题就介绍到这了,希望介绍关于轨道交通网络系统场景拓扑展示的2点解答对大家有用。

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