Topologische Mechanik

Topologische Effekte lassen sich auch in mechanischen Systemen erzeugen. Dieses Gebiet heißt topologische Mechanik und ist heute ein eigenes Forschungsfeld.

Die Kette hat einen blauen und einen roten Bereich. Die Streben lassen sich immer nur an einer Stelle bewegen – an der Grenze zwischen Rot und Blau, wo sich die Farben überlagern. Die topologische Kette simuliert ein exotisches Phänomen, das die Eigenschaften von topologischen Quantenmaterialien bestimmt: Treffen zwei Systeme mit jeweils unterschiedlicher Topologie aufeinander (hier Blau und Rot), entsteht an der Grenzfläche ein besonderer Zustand. In Quantenmaterialien geschieht dies beim Zusammenkommen von topologischen Elektronen und Luft an der Oberfläche. Eine spezielle Klasse von Materialien, die diesen Effekt zeigen, sind topologische Isolatoren. Ihre Besonderheit: Im Inneren sind sie Isolatoren, leiten aber auf der Oberfläche Strom – und das sogar verlustfrei. 2007 gelang einem Wissenschaftler des Exzellenzclusters ct.qmat der weltweit erste Nachweis eines solchen topologischen Isolators.