【摘 要】
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目前在很多实验系统中观测到了边缘流的存在。根据凝聚态领域的拓扑能带理论,边缘流是一个拓扑保护态,只和系统的拓扑结构有关,因此对于系统的其他细节并不敏感,具有鲁棒性。我们分别探究了活性物质系统和流体系统的边缘流。首先,我们对手性活性颗粒构成的系统进行了实验研究。沿着封闭边界,自驱动转子会朝着单一方向运动,即出现边缘流。改变转子密度和边界形状,边缘流在所有条件下都能出现,只是边缘流的强度受转子密度以及
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目前在很多实验系统中观测到了边缘流的存在。根据凝聚态领域的拓扑能带理论,边缘流是一个拓扑保护态,只和系统的拓扑结构有关,因此对于系统的其他细节并不敏感,具有鲁棒性。我们分别探究了活性物质系统和流体系统的边缘流。首先,我们对手性活性颗粒构成的系统进行了实验研究。沿着封闭边界,自驱动转子会朝着单一方向运动,即出现边缘流。改变转子密度和边界形状,边缘流在所有条件下都能出现,只是边缘流的强度受转子密度以及边界曲率的影响。并且在所有情况下的实验结果都可以用连续介质理论来拟合。进一步,我们探索了开尔文波的鲁棒性。在实验系统中产生了沿边界单向传播的开尔文波,传播方向与转台的旋转方向一致。在我们的实验中,改变系统的边界形状,开尔文波并不会发生发射,甚至可以沿90度的转角向前传播,并且波的振幅大小只和传播距离有关,不受传播路径的几何形状影响。因此,流体系统中的边缘流也具有鲁棒性。我们的工作也包括对实验系统中开尔文波的性质进行测量,如频散关系,并且也用流体动力学理论对系统的开尔文波做出了描述。我们的实验结果验证了拓扑能带理论对边缘流进行解释的合理性。
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