《我的系統能刷數學經驗》第228章 實驗設計(1)

作者:見習人類觀察員·6個月前

“既然排除了磁性雜質,那麼唯一的解釋,只能是倒空間本身的幾何性質。”

徐辰閉上眼睛,讓思維沉浸在抽象的數學空間裡。

第一步:重構哈密頓量。

他需要在“倒空間”裡,重建n?sn的電子結構。

所謂的哈密頓量,簡單來說,就是描述這個微觀系統總能量的“超級矩陣”。它包含了電子所有的動能、勢能以及它們之間的相互作用。在這個矩陣裡,每一個元素都代表著電子從一個原子跳到另一個原子的機率和能量代價。

這是一個基於緊束縛模型的計算過程。每一個原子軌道都是基底,每一個電子的躍遷都是矩陣元。

隨著筆尖的遊走,那個複雜的六角晶格在數學層面被解構。徐辰引入了自旋-軌道耦合項,這是產生非平庸拓撲性質的關鍵。

……

第二步:搜尋外爾點。

在這個複雜的能帶結構中,必然存在著某些奇異點——外爾點。

如果把倒空間比作一個充滿能量起伏的山脈,那麼外爾點就是那些最特殊的“奇點”。它們就象是磁場中的“磁單極子”,源源不斷地向外噴湧著“貝里曲率”這種虛磁場。正是這些看不見的磁力線,強行扭曲了電子的運動軌跡。

“只要找到它們,就能從理論上證明這個訊號的來源。”。

“這裡……能帶簡併度保護。”

“這裡……線性色散關係。”

“找到了!”

他在白板上重重地圈出了幾個座標。

在布里淵區的k點附近,幾對能帶發生了交叉,形成了一個個完美的錐形結構——外爾錐。這證明了n?sn確實是一個外爾半金屬。

……

第三步:計算反常霍爾電導。

找到了源頭,接下來就是計算那個積分項了。

這需要對整個布里淵區內的貝里曲率進行積分。

隨著計算的深入,那個積分值開始收斂,最終穩定在一個巨大的數值上。

徐辰看著那個數字,眼神中閃過一絲銳利的光芒。

“20Ω?1?1。”

“跟實驗測出來的數值,在數量級和數值上都高度吻合。”

“理論閉環了。”

……

雖然理論計算已經吻合,但要讓那些信奉“眼見為實”的實驗物理學家信服,光有數學公式是不夠的。

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