拓扑相变，什么是宇宙弦

1，什么是宇宙弦

宇宙弦（Cosmic string）是假设性的、理论上可能存在的时空。假设宇宙弦是成立的，在不同时空产生第一阶段变化时，在域边界取得了的两个地区之间的那个“弦”。

宇宙早期相变导致真空对称破缺而造成的一维时空拓扑缺陷，它可成为宇宙结构形成的种源。

什么是宇宙弦

2，物质的形态有哪些

固液气等离子态

“形态”这个词其实不太严格。严格的术语叫做“物相”。关于相的严格概念其实很复杂，目前前沿研究各种物相与相变是很大很热的一个领域。实际研究涉及的相，少说也不下几十种，有的相还分很多子相（比如液晶相就有好几种子类型），总之是很乱的。理论研究那就跟不用说了，有很多学者专门研究的就是物象的分类。比如近年很热的拓扑相关的物态，根据所谓内部对称性分类就预言有几百种，总之越是前沿，相的分类越是乱

固态，液态，气态，等离子态（即游离态，犹如在微观世界中的现象）

固态、液态、气态、玻色－爱因斯坦凝聚态

固液气等离子

物质的形态有哪些

3，科学界中有哪些著名的理论

相对论宇宙大爆炸理论

能够与现有体系区别明显的理论没有（当然，有也没有宣布）物理上弦理论多重宇宙还是比较主导量子力学和相对论之争，其实没有非常大的改变。但是依然很活跃，因为很多人在忙于解决问题，理论的界定那要由历史学家事后慢慢整理。倒是生物学有很多进展，多能细胞，电刺激疗法，社会微生物学，生物物理学，和很多新颖的主意，由于技术的突破都在大爆发中。哲学，我很久不了解有无新成果了，但是哲学还是很深奥的地支持了理论科学心理学最近发展也很快，主要由于商业等社会成分推动，墨菲定律很神奇，其他的都在发展中吧，多数都是实验之类一些不太能称作理论的大概有：拓扑绝缘体和其它低维凝聚态物理领域的进展对铁基超导等反常的超导现象的解释，强关联问题的进展冷原子以及量子相变等问题的研究量子计算和量子信息方面的一些重要的理论和实验结果限于了解，不慎甚全面，就当作和科学爱好者交流了科学从没有让人失望！

科学界中有哪些著名的理论

4，拓扑相变和拓扑相物质是个啥

拓扑是数学的一个分支，它描述物质逐步改变的属性。决定性的发现是三位获奖者使用了物理拓扑的概念，给他们后来的发现起到了决定性作用。拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。三位科学家采用拓扑学作为研究工具，这一举动在当时让同行感到吃惊。在上世纪70年代早期，当时的理论认为超导现象和超流体现象不可能在薄层中产生，而Michael Kosterlitz 和David Thouless推翻了这一理论。他们证明了超导现象能够在低温下产生，并阐释了超导现象在较高温度下也能产生的机制——相变。后来到了80年代，Thouless成功地解释了之前的一个实验，即超薄导电层中的电导系数可被精确测量到整数。他证明了这些整数在自然属性中处于拓扑状态。同时，Duncan Haldane发现，可以用拓扑学来理解某些材料中的小磁体链的性质。现在，我们已经知道拓扑相有很多种，它们不仅存在于薄层和线状物，还存在于普通的三维材料中。过去十年里，这一领域的研究促进了凝聚态物理研究的前沿发展，人们不仅仅对拓扑材料能够在新一代电子器件和超导体中产生应用抱有希望，而且看好其在未来量子计算机方面的应用。此刻，许多研究人员仍在慢慢揭开奇异世界里物质的秘密，而这个奇异世界，是由今年的三位获奖者发现的。

5，什么是拓扑什么是相变

拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。　　相变是物质从一种相转变为另一种相的过程。物质系统中物理、化学性质完全相同，与其他部分具有明显分界面的均匀部分称为相。与固、液、气三态对应，物质有固相、液相、气相。

拓扑是数学的一个分支，它描述物质逐步改变的属性。决定性的发现是三位获奖者使用了物理拓扑的概念，给他们后来的发现起到了决定性作用。拓扑学(topology)是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。三位科学家采用拓扑学作为研究工具，这一举动在当时让同行感到吃惊。在上世纪70年代早期，当时的理论认为超导现象和超流体现象不可能在薄层中产生，而michael kosterlitz 和david thouless推翻了这一理论。他们证明了超导现象能够在低温下产生，并阐释了超导现象在较高温度下也能产生的机制——相变。后来到了80年代，thouless成功地解释了之前的一个实验，即超薄导电层中的电导系数可被精确测量到整数。他证明了这些整数在自然属性中处于拓扑状态。同时，duncan haldane发现，可以用拓扑学来理解某些材料中的小磁体链的性质。现在，我们已经知道拓扑相有很多种，它们不仅存在于薄层和线状物，还存在于普通的三维材料中。过去十年里，这一领域的研究促进了凝聚态物理研究的前沿发展，人们不仅仅对拓扑材料能够在新一代电子器件和超导体中产生应用抱有希望，而且看好其在未来量子计算机方面的应用。此刻，许多研究人员仍在慢慢揭开奇异世界里物质的秘密，而这个奇异世界，是由今年的三位获奖者发现的。

6，凝聚态物理学的研究内容

凝聚态物理学的基本任务在于阐明微观结构与物性的关系，因而判断构成凝聚态物质的某些类型微观粒子的集体是否呈现量子特征（波粒二象性）是至关紧要的。电子质量小，常温下明显地呈现量子特征；离子或原子则由于质量较重，只有低温下（约4K）的液氦或极低温下（μK至nK）的碱金属稀薄气体，原子的量子特征才突出地表现出来。这也说明为何低温条件对凝聚态物理学的研究十分重要。微观粒子分为两类：一类是费米子，具有半整数的自旋，服从泡利不相容原理；另一类是玻色子，具有整数的自旋，同一能态容许任意数的粒子占据。这两类粒子的物理行为判然有别。软物质又称为复杂液体，是介于固体与液体之间的物相，液晶、乳胶、聚合物等均属此类。软物质大都是有机物质，虽然在原子尺度上是无序的，但在介观尺度上则可能出现某种规则而有序的结构。如液晶分子是杆状的，尽管其质心不具有位置序，但杆的取向却可能是有序的。又如聚合物是由柔软的长链分子所构成，由于长程无序的关联性，因而遵循了类似于临界现象的标度律。20世纪70—80年代液晶物理学和聚合物物理学的建立，使凝聚态物理学从传统的硬物质成功地延拓到软物质。软物质在微小的外界刺激（温度、外场或外力）下有显著的响应是其物性的特征，从而产生明显的实用效果。一颗纽扣电池可驱动液晶手表数年之久，就是证明。软物质变化过程中内能变化甚微，熵的变化十分显著，因而其组织结构的变化主要由熵来驱动，和内能驱动的硬物质迥然有别。熵致有序和熵致形变乃是软物质自组装的物理基础。　　有机物质（小分子和聚合物）的电子结构与电子性质也受到广泛的重视。有机发光器件和电子器件正在研制开发之中。

固体物理学的一个重要的理论基石为能带理论，它是建立在单电子近似的基础上的。而凝聚态物理学的概念体系则渊源于相变与临界现象的理论，植根于相互作用多粒子理论，因而具有更加宽阔的视野：既关注处于相变点一侧的有序相，也不忽视处于另一侧的无序相，乃至于两者之间临界区域中体现标度律与普适性的物理行为。 l.朗道于1937年针对二级相变提出了对称破缺的重要概念，后来成为凝聚态物理学概念体系的主轴。在某一特定的物态之中，某一对称元素的存在与否是不能模棱两可的。当原始相中某一对称元素在变温或变压过程中突然丧失，就意味着发生了相变，出现了有序相。引入序参量用来定性和定量地描述有序相和原始相的偏离。一直降到零温（0k），有序相达到基态，而非零温的有序相处于激发态。而激发态有恢复破缺了的对称性的倾向。低能激发态是非定域的，以波或准粒子的形式出现，被称为元激发的集合。非线性定域化的激发态则称“谶纬”拓扑缺陷。元激发与拓扑缺陷均会对不同的物理性质产生影响。物质处在足够高的温度将呈现气态，它是均匀且各向同性的，就统计意义而言，保持了完整的平移和旋转对称性，与统辖它的物理定律的对称性相同。降温会使气体凝结成液体，虽则整体的对称性仍然保持不变，但出现了短程序。再降温又使液体凝固成为晶体，平移和旋转的对称性都发生破缺，剩下的对称性属230个空间群中的一个。固体丰富多彩的物性是和对称破缺密切相关，而具有诱人兴趣物性的液体也多半是液晶或复杂液体，也和某种对称破缺有关。晶态中的元激发为晶格振动或声子，是理解固体的热学性质的关键，晶态中的拓扑缺陷为位错，是理解固体的塑性与强度的关键。

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