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Ondes topologiques pour des applications de traitement de signaux robustes

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Description

Cette séance de cours de l'instructeur couvre le concept d'ondes topologiques pour des applications robustes de traitement des signaux. Il explore le paradigme de conception des systèmes d'ondes topologiques qui résistent aux perturbations continues, en mettant l'accent sur les isolateurs topologiques, les états de bord et l'importance de la symétrie chirale. La séance de cours s'inscrit dans la théorie derrière les invariants topologiques, la topologie des structures des bandes de Bloch et la mise en œuvre des filtres topologiques. Les validations expérimentales et les exemples en photonique et acoustique sont discutés, montrant la robustesse et les propriétés uniques des systèmes d'ondes topologiques.

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Concepts associés (32)

Topological order

In physics, topological order is a kind of order in the zero-temperature phase of matter (also known as quantum matter). Macroscopically, topological order is defined and described by robust ground state degeneracy and quantized non-Abelian geometric phases of degenerate ground states. Microscopically, topological orders correspond to patterns of long-range quantum entanglement. States with different topological orders (or different patterns of long range entanglements) cannot change into each other without a phase transition.

Isolant topologique

Un isolant topologique est un matériau ayant une structure de bande de type isolant mais qui possède des états de surface métalliques. Ces matériaux sont donc isolants "en volume" et conducteurs en surface. En 2007, cet état de matière a été réalisé pour la première fois en 2D dans un puits quantique de (Hg,Cd)Te . Le BiSb (antimoniure de bismuth) est le premier isolant topologique 3D à être réalisé. La spectroscopie de photoélectrons résolue en angle a été l'outil principal qui a servi à confirmer l'existence de l'état isolant topologique en 3D.

Acoustique

L’acoustique est la science du son. La discipline a étendu son domaine à l'étude de toute onde mécanique dans tout fluide, où un ébranlement se propage presque exclusivement en onde longitudinale ; le calcul de ces ondes selon les caractéristiques du milieu s'applique aussi bien pour l'air aux fréquences audibles que pour tout milieu fluide homogène et toute fréquence, y compris infrasons et ultrasons. On parle de vibroacoustique quand l'étude se porte sur l'interaction entre solides, où existent des ondes transversales, et fluides.

Topologie finale

En mathématiques et plus précisément en topologie, la topologie finale, sur un ensemble d'arrivée commun à une famille d'applications définies chacune sur un espace topologique, est la topologie la plus fine pour laquelle toutes ces applications sont continues. La notion duale est celle de topologie initiale. Soient X un ensemble, (Y) une famille d'espaces topologiques et pour chaque indice i ∈ I, une application f : Y → X. La topologie finale sur X associée à la famille (f) est la plus fine des topologies sur X pour lesquelles chaque f est continue.

Théorie des bandes

redresse=1.5|vignette|Représentation schématique des bandes d'énergie d'un solide. représente le niveau de Fermi. thumb|upright=1.5|Animation sur le point de vue quantique sur les métaux et isolants liée à la théorie des bandes En physique de l'état solide, la théorie des bandes est une modélisation des valeurs d'énergie que peuvent prendre les électrons d'un solide à l'intérieur de celui-ci. De façon générale, ces électrons n'ont la possibilité de prendre que des valeurs d'énergie comprises dans certains intervalles, lesquels sont séparés par des bandes d'énergie interdites (ou bandes interdites).

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Séances de cours associées (64)

Topologie : Homéomorphismes

Couvre le concept d'homéomorphisme en topologie, en se concentrant sur les fonctions qui préservent les propriétés topologiques.

Topologie : Critères de séparation et espaces de quotient

Discute des critères de séparation et des espaces de quotient en topologie, en mettant l'accent sur leurs applications et leurs fondements théoriques.

Topologie : Groupes fondamentaux et surfaces

Discute en détail des groupes fondamentaux, des surfaces et de leurs propriétés topologiques.

Topologie : Groupes fondamentaux et applications

Fournit un aperçu des groupes fondamentaux en topologie et de leurs applications, en se concentrant sur le théorème de Seifert-van Kampen et ses implications pour le calcul des groupes fondamentaux.

Topologie : Homotopie et fixations coniques

Discute de l'homotopie et des attaches coniques en topologie, en soulignant leur importance dans la compréhension des composants connectés et des groupes fondamentaux.

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