Weaving Hopfions from Emergent Monopoles in a Chiral Magnet
The University of Tokyo(东京大学);RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所 emergent matter science 中心);Hiroshima University(广岛大学)
该研究提出从含涌现单极子-反单极子对的磁托隆生成霍普夫子的机制,经模拟表明电流可实现该转化,揭示了霍普夫子创建的实验可行途径及拓扑纹理生成路径。
2026-08-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Three-dimensional dynamics of magnetic hopfion driven by spin transfer torque
磁Hopfion是一种三维拓扑孤子,具有新颖的自旋结构,可以实现奇异动力学。在这里,我们研究了电流驱动的三维动力学的磁hopfion与单位的霍普夫指数在阻挫磁铁。由于自旋Berry相和hopfion的对称性,相空间纠缠着多个集体坐标,使得hopfion表现出丰富的动力学行为,包括沿电流方向的纵向运动、垂直于电流方向的横向运动、旋转运动和膨胀运动。非绝热自旋转移矩参数与阻尼参数的比值决定了系统的动力学特性。这种特殊的磁hopfion三维动力学将有助于理解不同系统中hopfion的普适物理,促进三维自旋电子学的繁荣发展。
2020-01-02 cond-mat.mes-hall
Emergent Magneto-multipoles and Nonlinear Responses of a Magnetic Hopfion
磁hopfion的三维出射磁场$\textbf{B}^e$以类似于经典电磁场多极的方式产生出射磁多极。在这里,我们证明了一个hopfion的非线性响应的特点是它的出射磁环矩${T}^e_z = \frac{1}{2}\int (\textbf{r}\times \textbf{B}^e)_z dV$和出射磁八极分量${\it Γ}^e =\int [(x^2+y^2)B^e_z - xz B^e_x - y z B^e_y] dV$。在沿(垂直于)${T}^e_z$方向施加的交流驱动电流下,该hopfion表现出非互易动力学(非线性hopfion霍尔效应)。非互易性和非线性霍尔角的符号由Hopfion的极性和手征性决定。本文还讨论了磁hopfion引起的非线性电输运。这项工作揭示了突现磁多极子在非线性hopfion动力学中的重要作用,并可能激发对突现电磁多极子引起的拓扑自旋织构的动力学响应的进一步研究。
2022-12-07 cond-mat.mes-hall
Magnonic Hall Effect and Magnonic Holography of Hopfions
本研究利用微磁学模拟揭示磁 Hopfion 对自旋波的各向异性散射,包括透镜效应、斜散射与 Aharonov-Bohm 效应,并提出以磁振子全息术探测 Hopfion。
2023-02-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Emergent Magnetic Field and Nonzero Gyrovector of the Toroidal Magnetic Hopfion
本文通过基于涌现磁场的解析计算,证明环形磁霍普夫子的旋磁矢量在无限大样品中也不为零,并计算了霍普夫指数为1的圆柱磁点中旋磁矢量分量对尺寸的依赖,为Thiele方法描述霍普夫子动力学提供关键依据。
2024-05-03 cond-mat.mes-hall
Mutual conversion between a magnetic Neel hopfion and a Neel toron
三维磁织构以其独特的结构和动力学行为吸引了众多研究者的关注。磁性hopfion是3D磁性纹理的一个突出例子。本文用数值方法研究了外磁场作用下Neel型hopfion和Neel型toron之间的相互转换。我们还研究了在强垂直磁各向异性薄膜中的hopfions和torons的激发模式。结果表明,在没有外磁场的情况下,Neel型hopfion可以稳定存在,其直径随面外磁场的变化而变化.在面外磁场约为20 mT时,Neel型hopfion可转变为Neel型toron,其截面结构为Neel型skyrmion.在面内微波磁场存在下,hopfion和toron表现出不同的激发模式。我们的结果提供了一种实现Neel型hopfion和Neel型toron之间相互转换的方法,也提供了一种区分Bloch型和Neel型hopfion的方法.
2022-02-11 cond-mat.mes-hall
Current-Driven Dynamics of Magnetic Hopfions
拓扑磁织构由于具有新的性质和在信息技术中的应用前景而引起了人们的广泛兴趣。磁霍普夫子是具有非平凡霍普夫指数的磁化强度的三维(3D)空间变化。我们发现,在铁磁材料中,在体相和界面Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的存在下,两种类型的hopfion,Bloch型和Néel型hopfion,可以分别被激发为亚稳态.我们进一步研究了如何通过自旋转移矩(STTs)和自旋霍尔矩(SHTs)的电流可以驱动hopfions。与2D铁磁skyrmions不同,hopfions有一个消失的回转矢量。因此,不存在不期望的霍尔效应。Néel型hopfion通过STT和SHT沿电流方向移动,而Bloch型hopfion可以通过SHT横向于电流方向移动或通过STT平行于电流方向移动。我们的研究结果打开了大门,利用hopfions作为信息载体。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall
Magnetostatic bounds on stability of hopfions in bulk helimagnets
本文基于螺旋磁体自由能密度建立 hopfion 变分模型,计算其在各向异性—磁场相图中的稳定区,并给出静磁相互作用导致其完全失稳的临界界限。
2024-06-07 cond-mat.mes-hall
Magneto-Crystalline Composite Topological Defects and Half-Hopfions
本文提出手性磁晶体中斯格明子与孪晶界相交形成的复合拓扑缺陷,并证明其稳定构型为半霍普夫子。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall
Attractive Hopfions and Bimerons in Thin Films of Chiral Magnets: Cluster Formation and Lattice Instability in the Conical Phase
Hiroshima University(广岛大学)
研究手性磁体薄膜中双半子和霍普夫子在锥形态背景下的能量、相互作用及有序倾向,发现吸引相互作用导致团簇形成但无稳定长程有序。
2026-06-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.soft math-ph
Electronic scattering off a magnetic hopfion
本文研究了三维金属磁体中巡游电子与磁介子的散射,磁介子的磁化强度矢量为$\mathbf S(\mathbf r)$。一个Hopfion是一个由{ \it出射}磁场$B_γ(\mathbf r) \equiv ε_{αβγ} \,\mathbf S\cdot(\nabla_α\mathbf S\times \nabla_β\mathbf S)/4 \neq 0$和平均值$\langle \mathbf B(\mathbf r)\rangle = 0$组成的$\mathbf S(\mathbf r)$的受限拓扑孤子。我们评估的散射振幅在相反的限制大和小的hopfion半径$R$使用程函和玻恩近似,分别。在这两个限制,我们发现,散射截面包含一个斜散射分量引起的霍耳效应内的一个hopfion平面。这一结论对非共线磁结构中的拓扑霍尔效应必然意味着$\langle \mathbf B(\mathbf r)\rangle \neq 0$的流行观点提出了质疑。在小的hopfion半径$pR \ll 1$的限制,我们展开的玻恩系列的权力的动量$p$,并确定不同的扩展项对应的hopfion各向异性,环矩,斜散射。
2021-04-19 cond-mat.mes-hall
Creation and confirmation of Hopfions in magnetic multilayer systems
拓扑孤子在经典场论中已经研究了几十年,最近开始影响凝聚态物理。在这些孤子中,磁Skyrmion是具有连续磁化绕组的二维粒子状物体,磁Hopfions是可以由扭曲的Skyrmion弦的闭合回路形成的三维拓扑孤子。虽然对磁skyrmions的深入研究正在进行中,以实现对先进存储和逻辑设备的基本理解和潜在应用,但到目前为止,磁Hopfions的实验创建和确认一直难以捉摸。理论模型表明,霍普夫子可以在阻挫或手性磁系统中稳定,并且目标skymions可以通过调整其垂直磁各向异性而转化为霍普夫子。在这里,我们提出了磁性霍普夫离子的实验证据,在磁性Ir/Co/Pt多层形成纳米级磁盘,这是已知的主机目标skyrmions。利用X射线磁圆二色性效应作为磁衬度机制,在表面灵敏X射线光电子显微镜和体灵敏软X射线透射显微镜中,结合两种横向分辨率约为20- 30 nm的元素特异性磁X射线显微镜技术,证实了磁性Hopfions和靶Skyrmions的三维自旋织构。我们期望这些结果将激发对具有不同拓扑结构的Hopfions的进一步研究,以及它们在三维自旋电子学器件中的潜在应用。
2020-10-17 cond-mat.mes-hall
Stability of Hopfions in Bulk Magnets with Competing Exchange Interactions
磁霍普夫子是一种具有霍普夫不变量的三维拓扑孤子。它们是三维磁性准粒子的基本原型,也是自旋电子学领域新器件概念的灵感来源。基于一个微磁模型,在不考虑温度的情况下,在某些具有竞争交换相互作用的磁体中,已经预测了这种hopfions的存在。然而,物理实现自由移动的hopfions在大块磁铁迄今为止一直难以捉摸。在这里,我们考虑一个有效的海森堡模型与竞争交换相互作用和研究的稳定性的小环形的Hopf数$Q_\text{H}=1$通过寻找一阶鞍点的能量表面上的代表过渡态的衰变通过形成两个耦合的布洛赫点。我们结合测地线轻推弹性带方法和二聚体方法的适应性实现解决鞍点附近的反应路径的尖锐的能量分布。我们的分析表明,能量势垒可以达到相当高的高度,在很大程度上是由相对于晶格常数的霍普夫子的大小。
2022-12-02 cond-mat.mes-hall
Emergent magnetic field and vector potential of the toroidal magnetic hopfions
本研究基于霍普夫映射的旋量表示方法,解析计算了任意涡度的环形磁霍普夫子的矢量势、emergent 磁场等物理量,揭示了环形坐标的作用与霍普夫荷密度的雅可比表达形式。
2024-05-15 cond-mat.mes-hall nlin.SI
Topological Transitions, Pinning and Ratchets for Driven Magnetic Hopfions in Nanostructures
利用原子尺度模拟研究三维磁性hopfion与缺陷阵列的相互作用,发现了钉扎、滑动及向toron转变的相态,并证实不对称缺陷下可产生棘轮效应。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall
Topological Hall signatures of magnetic hopfions
磁霍普夫子是一种拓扑保护的三维磁孤子,它由一个在截面轮廓上具有拓扑非平凡自旋织构且接近环面的管子构成。在这里,我们表明,hopfion的局部未补偿的紧急领域导致拓扑霍尔签名,虽然拓扑霍尔效应在全球范围内消失。拓扑霍尔特征可通过磁场或电流切换,并且独立于异常和常规霍尔效应发生。因此,它可以被用来在实验中电学检测hopfions,甚至可以将它们与其他纹理(如skyrmion tubes)区分开来。此外,它可以潜在地用于自旋电子器件。举例来说,我们提出了一个基于hopfion的赛道数据存储设备和模拟的信息载体的hopfion的电检测。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Three-dimensional topological orbital Hall effect caused by magnetic hopfions
本文预测磁性 hopfion 可诱导三维拓扑轨道霍尔效应,并以 Hopf 指数标识该响应,为器件中探测 hopfion 及实现大轨道转矩提供电子学特征。
2025-10-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct imaging of quantum interference and Non-Abelian entanglement in Hopfion: an magnetic soliton possess loop-like anyonic properties
本研究首次实验揭示个体Hopfion中的量子拓扑效应,确立其作为三维拓扑量子自旋电子学构建模块的潜力,并表明非阿贝尔特性可通过受控编织实现容错量子操作。
2025-06-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other
Controlling Knot Topology in Magnetic Hopfions via Spin-orbit Torque
通过自旋轨道扭矩动态操控磁霍夫离子的霍夫数,揭示其拓扑转变机制,为拓扑记忆设备提供新思路。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Spacetime magnetic hopfions: from internal excitations and braiding of skyrmions
本研究突破时间维度仅作为拓扑孤子演化被动载体的局限,提出两种基于斯格明子的时空磁霍普夫子构建路径,验证了时空霍普夫指数可通过电场调控,为探索一般序参量的时空拓扑提供新思路。
2023-05-12 cond-mat.mes-hall
Control of the magnetic hopfion lattice in helimagnet with the external field and anisotropy
该研究建立二维轮廓函数的广义微磁模型,分析外磁场与单轴各向异性对螺旋磁体中 Hopfion 晶格周期和膨胀方向的调控规律。
2025-05-11 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Two types of metastable magnetic hopfions
本文从微磁学哈密顿量出发,解析证明无界块体磁体中霍普夫指数为1的拓扑孤子存在两种拓扑等价但构型不同的稳定态,并在磁场—单轴各向异性空间中绘制了二者的稳定相图。
2022-02-07 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Sub-GHz Breathing Dynamics of Magnetic Hopfions
本研究结合微磁模拟与解析建模揭示磁性 hopfion 的亚 GHz 呼吸模式,通过畴壁模型和集体坐标惯性准确预测频率,为实验检测及频率编码自旋器件提供框架。
2025-08-30 cond-mat.mes-hall
Electric-current-assisted nucleation of zero-field hopfion rings
South China University of Technology(华南理工大学);Anhui University(安徽大学);Chinese Academy of Sciences(中国科学院);Uppsala University(乌普萨拉大学);Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心);University of Science and Technology of China(中国科学技术大学)
本文提出一种简便的电电流辅助成核方法,用于在零磁场下稳定生成霍普夫离子环,其稳定性与微磁模拟一致,并建立了分类框架。
2026-01-25 cond-mat.mes-hall
Elliptical stability of hopfions in bulk helimagnets
基于变分模型研究经典螺旋磁体中 ${\cal H}=1$ 的 hopfion 椭圆稳定性,发现其稳定性取决于内部结构,且稳定 hopfion 能量低于 $2π$-skyrmion 晶格,可作为成核前驱体,并计算了稳定性图。
2025-05-17 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Nonequilibrium dynamics of magnetic hopfions driven by spin-orbit torque
研究通过自旋-轨道扭矩调控Hopfion的非平衡动力学,揭示了霍普夫数转换的机制及拓扑操控路径。
2025-11-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Hopfions emerge in ferroelectrics
范式扭结孤子(Paradigmatic knotted solitons,Hopfion)具有拓扑Hopf不变量的特性,在高能物理、宇宙学、天体物理、生物学、磁流体力学、凝聚态物理等领域有着广泛的研究。然而,尽管它们在应用方面有很大的希望,但它们仍然难以捉摸,而且开发不足。在这里,我们表明,霍普夫子出现作为一个基本配置的极化场在受限的铁电纳米粒子。我们的研究结果表明,Hopfions在复合纳米材料的电磁响应中具有丰富的新功能,为前所未有的技术应用开辟了道路。
2019-07-08 cond-mat.mes-hall
Topological characterization of Hopfions in finite-element micromagnetics
本文提出一种规范不变的有限元方法,利用 Biot-Savart 矢量势和方差校正计算三维微磁结构的 Hopf 指数,并通过 Hopfion 向 toron 转变的模拟验证其准确性。
2025-05-12 cond-mat.mes-hall
Topological energy bounds for frustrated magnets
受抑磁体已知支持二维拓扑孤子,称为skyrmions。一个连续模型的挫折磁铁最近被证明支持两个二维skyrmions和三维打结孤子(hopfions)。在本文中,我们推导出这些孤子的能量表示的拓扑不变量的下界。的界限是线性的程度的情况下,skyrmions和规模的霍普夫度的3/4的权力的情况下,hopfions。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall hep-th
Interface-Induced Stability of Nontrivial Topological Spin Textures: Unveiling Room-Temperature Hopfions and Skyrmions
本研究针对室温下拓扑自旋纹理稳定难题,通过铁磁体/拓扑绝缘体/铁磁体三层异质结构的界面磁性与几何限制,首次实现零磁场室温下霍普夫子和斯格明子的自发稳定,为磁信息载体及拓扑器件提供新途径。
2025-06-21 cond-mat.mes-hall
Quantum Hopfion rings in the cluster mean-field approximation
University of Luxembourg(卢森堡大学)
研究二维和三维自旋纹理在簇平均场近似中的量子特性,结合CMFA与对称化程序,利用磁构型圆柱对称性构建链状簇,揭示经典微磁模型局限,表明正则化微磁方程可作扩展框架。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Topological ferroelectric chirality
本文综述了手性铁电材料的最新进展,重点探讨了纳米结构铁电体中手性的拓扑起源及其可调控功能,并展望了其在纳米光电、等离激元和生物医学等领域的应用前景。
2024-06-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Stable skyrmion bundles at room temperature and zero magnetic field in a chiral magnet
在铁磁体Co8Zn10Mn2中,通过脉冲电流和反向磁场实现了室温零磁场下稳定存在的Skyrmion束,并揭示了其作为被分数Hopfion包围的Skyrmion管的性质。
2025-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
3D Magnetic Textures with Mixed Topology: Unlocking the Tunable Hopf Index
University of Duisburg-Essen(杜伊斯堡-埃森大学)
该研究提出周期性磁织构Hopf指数的离散几何定义,发现分数霍普夫子等混合拓扑态,为Hopf指数取多类数值提供物理依据。
2024-11-11 cond-mat.mes-hall
Heliknoton in a film of cubic chiral magnet
本文通过微磁建模等方法研究立方手性磁体薄膜中三维拓扑态heliknoton的稳定参数范围、TEM图像及有限温度稳定性,为实验探索提供路径。
2023-04-20 cond-mat.mes-hall
Topological-chiral magnetic interactions driven by emergent orbital magnetism
200年前,安德烈-玛丽·安培发现,由穿透性磁场产生的电子流形成的电回路可以相互作用。在这里,我们表明,安培的观察可以转移到量子领域之间的相互作用的三角形格子上的自旋,在原子尺度上的电流与一种特殊类型的轨道运动的电子在响应于非共面的相邻自旋发挥作用的磁场。由此产生的拓扑轨道矩的基础上的自旋结构的拓扑结构的轨道动力学的关系。我们证明了拓扑轨道矩之间的相互作用以及与底层晶格自旋的相互作用产生了一类新的磁相互作用$-$拓扑手性相互作用$-$,它可以支配著名的Dzyaloshinskiiii-Moriya相互作用,从而为实现具有三维磁化织构的新型手性磁性材料(如磁hopfion)开辟了一条道路。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall
Preservation of scalar spin chirality across a metallic spacer in synthetic antiferromagnets with chiral interlayer interactions
该研究结合磁性 X 射线散射与成像,揭示合成反铁磁体中 IL-DMI 使相邻层自旋构型跨金属界面耦合,并保持整体标量自旋手性。
2024-05-10 cond-mat.mes-hall
Torsional chiral magnetic effect in Weyl semimetal with topological defect
我们提出了一种类似于手征磁效应的外尔半金属中晶格位错引起的扭转响应,即由螺位错或刃位错引起的虚构磁场诱导电荷电流。我们表明,在鲜明的对比,通常的手征磁效应消失在真正的固态材料,扭转手征磁效应存在,即使是现实的晶格模型,这意味着实验检测的效果,通过SQUID或非局部电阻率测量外尔半金属材料。
2016-03-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Interlinking helical spin textures in nanopatterned chiral magnets
针对三维拓扑自旋织构难以可控成核的问题,本研究通过对手性单晶螺旋磁体进行三维纳米图案化制备纳米环面,实现了磁性双螺旋的可控形成,为纳米磁体与量子材料的涌现现象调控提供新路径。
2025-11-14 cond-mat.mes-hall
Three-Dimensional Domain-Wall Membranes
本研究提出一种有效几何理论,将三维磁结构表示为二维可定向畴壁膜并积分得到简化能量泛函,揭示了曲率、拓扑与微磁能量的耦合,为探索三维自旋系统提供了通用框架。
2025-09-18 cond-mat.mes-hall
Beyond skyrmions: Review and perspectives of alternative magnetic quasiparticles
自十年前发现以来,磁性Skyrmion吸引了巨大的研究兴趣。这些纳米涡旋的非平凡的实空间拓扑结构导致了根本上有趣的和技术相关的后果-纹理的skyrmion霍尔效应和电子的拓扑霍尔效应。此外,它赋予Skyrmion在铁磁环境中的巨大稳定性,即使在小尺寸下,也使Skyrmion渴望成为未来的信息载体。尽管如此,在自旋电子器件中利用skyrmions还没有实现,除其他原因外,由于其电流驱动运动的缺点。在这篇综述中,我们提出了最近的趋势,在该领域的拓扑自旋纹理超越skyrmions。这些天体中的大多数可以被认为是多个亚粒子的组合,例如双聚子,或在不同磁性环境中的类似物,例如反铁磁skyrmion,以及三维概括,例如hopfions。我们分类的替代磁性准粒子-其中一些实验观察到的,其他的理论预测-并提出最相关的和吉祥的优势,这一新兴领域。
2020-10-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Chiral Heat Wave and mixing of Magnetic, Vortical and Heat waves in chiral media
我们证明了相对论性手征费米子的热旋转流体具有一种新的无隙集体模,它与能量密度和手征密度波沿旋转轴的相干传播有关。这种模式,我们称之为手征热波,出现由于混合规范引力异常。在有限密度下,手征热波耦合到手征涡旋波,而在存在外部磁场的情况下,手征热波与手征磁波混合。手征磁波和手征涡波的耦合也被证明。我们发现,耦合波-这是相干波动的矢量,轴向和能量流-一般有不同的速度相比,个别波的速度。
2016-01-17 cond-mat.mes-hall hep-th
Roles of chiral renormalization on magnetization dynamics in chiral magnets
在金属铁磁体中,局域磁矩和传导电子之间的相互作用使Landau-Lifshitz-Gilbert方程中的旋磁比和Gilbert阻尼等参数重新正规化,并使它们依赖于磁位形。虽然非手征铁磁体的重整化的影响通常是轻微的,很难检测到,我们表明,重整化的手征磁体发挥了至关重要的作用。在这里的重整化是手性的,因此,我们预测实验上可识别的磁化动力学现象的影响。特别是,我们的自洽磁化动力学的手征磁体的理论允许一个简洁的解释畴壁蠕变运动。我们还认为,传统的畴壁运动蠕变理论(假设马尔可夫动力学)需要重新审视,因为旋磁比使运动非马尔可夫。非马尔可夫性质的畴壁动力学是实验检查的手征重整化。
2018-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Three-dimensional magnetization textures as quaternionic functions
Galkin Donetsk Institute for Physics and Engineering(戈尔金顿涅茨克物理与工程研究所);Institute for Numerical Mathematics, Russian Academy of Sciences(俄罗斯科学院计算数学研究所)
本文提出用四元数函数乘积表示三维磁化织构(包括无奇点霍普夫子及奇异布洛赫点对),为理论建模和微磁模拟提供分析工具,并指出其潜在拓扑量子计算应用。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall nlin.PS
Second-order chiral kinetic theory: Chiral magnetic and pseudomagnetic waves
本文导出了在电磁场和赝电磁场中具有两个外尔费米子的相对论性物质的手征动力学理论。利用这一框架研究了纵向集体激发的性质,包括手征磁波和手征赝磁波。结果表明,适当的处理动态电磁转换成手征(伪)磁等离子体,其朗缪尔(等离子体)间隙接收校正二次在磁场和伪磁场这些无间隙波。
2017-05-27 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Anatomy of chiral magnetic effect in and out of equilibrium
我们确定了一个新的贡献的手征磁导率在有限的频率-磁化电流。这允许定量地再现已知的场论时间依赖性(AC)手性磁响应的动力学理论。我们计算了弱耦合下两味QCD等离子体中相应的交流手征磁导率。磁化电流是手征准粒子对磁场的自旋响应的结果,因此与准粒子的$g$因子成正比。在凝聚态系统中,手性准粒子是涌现的,并且$g$因子可以显著不同于2,这开启了调谐AC手性磁响应的可能性。
2016-12-06 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Non-equilibrium Chiral Magnetic/Vortical Effects in Viscous Fluids
我们利用弛豫时间近似下的手征动力学理论来研究具有粘性效应的手征流体的非线性异常响应。与平衡态不同的是,手征磁场效应和手征涡旋效应被剪切强度和体强度所修正。特别地,剪切强度可导致用于手征磁效应和手征涡旋效应的带电霍尔电流,其垂直于所施加的磁场和涡旋传播。这些量子修正源于侧跳和反常,是耗散的,与相互作用有关。虽然非平衡态对充电电流的影响是耗散的,但仍然满足热力学第二定律。
2018-07-13 cond-mat.mes-hall hep-th nucl-th
Thermal chiral vortical and magnetic waves: new excitation modes in chiral fluids
在某些情况下,手征(宇称违反)介质可以描述为流体动力学与微观量子异常的手征流体。这种系统的可能例子包括强耦合的夸克-胶子等离子体、液氦3 He-A、中子星和早期宇宙。本文研究了涡旋背景下和外加磁场中手征流体的一阶流体动力学。我们发现,有两个以前未发现的模式描述沿涡旋和磁场传播的热波。我们称之为热手征涡旋波和热手征磁波。我们还确定了已知的无间隙激发密度(手征涡旋和手征磁波)和横向速度(手征阿尔芬波)。我们证明了手征涡旋波的速度为零,当应用全流体动力学框架时,因此波不存在,激发降低到电荷扩散模式。我们还评论帧相关的贡献所获得的传播速度。
2017-03-30 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Dynamic annihilation pathways of magnetic skyrmions
本文通过伪谱方法研究二维磁性Skyrmion的动态湮灭路径,发现模型选择和空间离散化对Skyrmion动力学有显著影响,并展示了其在多尺度建模和材料发现中的应用潜力。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall
Chiral magnetic effect of light
我们研究的手征磁(涡旋)效应的光子模拟。我们讨论了磁电张量的矢量分量起“矢势”的作用,而它的旋转被理解为光的“磁场“。利用几何光学近似,我们证明了“磁场“通过与光子的Berry曲率的相互作用引起光的波包的异常移动。其机制与手征费米子的手征磁(旋)效应相同,因此我们称这种反常位移为“光的手征磁效应”。“我们通过直接求解波包在磁电材料表面的传输问题,进一步研究了几何光学之外的光的手征磁效应。我们证明了光的手征磁效应的实验信号是垂直入射到磁电材料的光束的横向位移的非零。
2018-05-24 cond-mat.mes-hall hep-ph hep-th
Chiral Magnonic Resonators: Rediscovering the Basic Magnetic Chirality in Magnonics
在磁振子范例中生产有用的实用设备的前景取决于我们在纳米尺度上发射、控制和检测相干交换自旋波的能力。在这里,我们认为,所有这些关键功能可以提供手性磁振子谐振器-软磁性元件手性耦合,通过磁偶极相互作用,磁振子介质附近。从手性耦合的基本原理开始,我们概述了它们如何用于构建设备和探索基础物理,从基本逻辑门到现场可编程门阵列,内存计算和人工神经网络,并从一维扩展到二维和三维架构。
2021-11-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
A Semiclassical Formulation of the Chiral Magnetic Effect and Chiral Anomaly in Even d+1 Dimensions
根据任意偶数维时空中Weyl哈密顿量的矩阵值Berry规范场强度,引入了一种以自旋指数矩阵为元素的辛形式.适当修改体积形式的定义。给出了一种求外电磁场存在时的路径积分测度和手征电流的简单方法。结果表明,在这种新的方法中,手征磁效应以及手征异常在偶数d+1维直接完成。
2016-05-06 cond-mat.mes-hall hep-th math-ph
A systematic formulation of chiral anomalous magnetohydrodynamics
本文提出了一种推导一般介质中动态电磁场有效理论的新方法。它可以用来给出强磁场下磁流体力学(MHD)的系统表达式,包括手征物质和ABJ异常。我们在速度和温度波动可以忽略不计的情况下工作。由此产生的手征反常磁流体动力学合并和推广的手征磁效应,手征分离效应,手征电分离效应,以及最近派生的强场磁流体动力学,所有在一个单一的相干框架。在线性化水平上,该理论预言手征磁波不能在动态电磁场中存活。一种不同的手征波,我们称之为手征磁电分离波,作为手征电分离效应和手征磁效应的动力学版本的结果出现。我们预测了它的波速。我们还介绍了一个简单的,但可解的非线性模型来探讨手征不稳定性的命运。
2023-01-09 astro-ph.HE cond-mat.mes-hall hep-ph
Simulating Thiele's Equation and Collective Skyrmion Dynamics in Circuit Networks
本文构建可模拟 Thiele 方程的电路单元,并通过耦合单元与电路阵列复现斯格明子霍尔效应、频率梳及拓扑边缘态,为研究集体磁孤子动力学提供电路平台。
2024-10-25 cond-mat.mes-hall