Chinese discovery of doughnut-like topology at tipping points breaks physics convention | 中国科学家发现临界点处的甜甜圈状拓扑结构，打破物理学传统认知
中国和新加坡的研究人员首次发现，物理系统的临界点本身可以具有拓扑性质——即类似甜甜圈那种平滑的数学结构。这一发现挑战了物理学界长期以来将“临界现象”与“拓扑学”分开研究的传统观念，为基础科学研究开辟了新的方向。该研究由新加坡南洋理工大学程哲宇和张秀海作为共同第一作者，于10月7日发表在《自然》杂志上。
拓扑学研究几何形状的本质属性，经典例子是球面和甜甜圈：由于洞的数量不同，两者无法通过拉伸或弯曲互相转换。临界现象则描述物理系统在临界点发生状态突变的行为。程哲宇团队以“集群伊辛链”模型为例——一排可指向上或下的小磁铁——发现当相互作用变化时，系统在临界点处的转变本身可以带有拓扑特性，这是此前被忽视的性质。
同一天，另一项由中国内地和香港研究人员发表的《自然》研究，利用声子晶体在一维和二维系统中观察到了相关的临界拓扑现象，并直接成像了不同状态边界上的拓扑模式。两项研究共同为这一此前少有人探索的领域提供了实验证据。程哲宇表示，这一领域还很年轻，短期内难有实际应用，目前的主要贡献在于基础科学。团队下一步将研究涉及多体相互作用的系统，而拓扑学是否有助于理解生态系统、气候等复杂系统中的临界点，仍是待解的问题。
via South China Morning Post
中国和新加坡的研究人员首次发现，物理系统的临界点本身可以具有拓扑性质——即类似甜甜圈那种平滑的数学结构。这一发现挑战了物理学界长期以来将“临界现象”与“拓扑学”分开研究的传统观念，为基础科学研究开辟了新的方向。该研究由新加坡南洋理工大学程哲宇和张秀海作为共同第一作者，于10月7日发表在《自然》杂志上。
拓扑学研究几何形状的本质属性，经典例子是球面和甜甜圈：由于洞的数量不同，两者无法通过拉伸或弯曲互相转换。临界现象则描述物理系统在临界点发生状态突变的行为。程哲宇团队以“集群伊辛链”模型为例——一排可指向上或下的小磁铁——发现当相互作用变化时，系统在临界点处的转变本身可以带有拓扑特性，这是此前被忽视的性质。
同一天，另一项由中国内地和香港研究人员发表的《自然》研究，利用声子晶体在一维和二维系统中观察到了相关的临界拓扑现象，并直接成像了不同状态边界上的拓扑模式。两项研究共同为这一此前少有人探索的领域提供了实验证据。程哲宇表示，这一领域还很年轻，短期内难有实际应用，目前的主要贡献在于基础科学。团队下一步将研究涉及多体相互作用的系统，而拓扑学是否有助于理解生态系统、气候等复杂系统中的临界点，仍是待解的问题。
via South China Morning Post
