拓扑量子磁体中激发的证据

凝聚的态物理是研究多物质可以组织本身的方式。 在每个阶段作为常规理解，是一块磁铁，金属，超导体或别的东西，就可以看系统本地在空间描述阶段。

图表题注︰ 顶部面板显示”二聚体”正交表安排在 SCBO。二聚体形成的成对的磁性铜离子在零总磁矩量子机械叠加。它需要有限的能源分手这种叠加和诱导净的时刻。这些激励被称为”triplons”，以表达他们表现为量子机械粒子。相邻的二聚体的自旋之间的耦合是 triplons 的负责奇特运动以及他们之间的强相互作用。在垂直于二聚体飞机小的磁场中，磁获得拓扑性质。这是在手与样品的边缘周围循环的激励的外观。底部面板显示之间的非弹性中子散射在 ISIS 使用让光谱仪测定的激励和相互作用的 triplons 模型的基础的理论计算比较。由于高分辨率和灵敏度的让光谱仪有可能衡量 SCBO 中前所未有的细节的磁激发，观察强相互作用的指纹。

过去的十多年中，一直通过认识不能区别与局部观测独自的物质状态的事我们理解的一场革命。而是一个必须在某种意义上，了解一下系统作为一个整体。这种阶段之间的区别被编码的所谓拓扑的数字是准确的措施，这些阶段的性质。采取一个类比，我们可能会问你怎么能告诉地球是球状而不是被刺孔像一个椒盐卷饼。站在地球上任何一点你不能告诉。相反，你需要一个全球的观察。例如，您可能会注意到在月蚀期间的阴影并没有孔。在这种情况下，拓扑结构被反映在孔的数量。所谓的拓扑绝缘体，从电子的量子机械波函数计算了拓扑电荷数。

这种拓扑的阶段都有实验签名，即使我们不能区分本地从更传统的阶段。这是固体的因为，当拓扑绝缘体和琐碎的绝缘子之间的边界，边界导电像金属-这由拓扑结构的表面状态存在。

本文新自然物理从理论家和计算中心 LCN、 牛津和卢瑟福-阿普尔顿实验室的团队，我们对凝聚态的物质系统的理解被先进通过展示这种拓扑的国家可以出现在一个完全新的设置。本文介绍了实验的证据表明，在特定量子磁铁 SrCu2 (BO3) 2 (SCBO) 拓扑扮演重要的角色。

如图所示，该材料具有磁性的铜离子，坐在格子上，这样的磁相互作用结合磁矩成的成对的总自旋为零。文献中的一个含义是实验的，与通常的拓扑绝缘体，具有金属的表面状态，SCBO 相反了拓扑的表面态是实验的完全磁性。事实上，不同于通常的拓扑绝缘体下的表面状态存在于以上最低能量自旋激发态零基态和他们进行磁电流在一个特定的方向边缘周围的系统。

总之，这些发现是一个重要的突破，因为它铺平道路的一套全新的拓扑绝缘材料的探索。基础形式的进一步潜力研究，以了解程度，这种系统发生本质以及如何他们不寻常的属性可能会在未来采用技术-也许使用他们不寻常的磁流存储和传输信息。