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铁电体中可控的 skyrmion 手性
手性是一种基本的不对称性质，用来描述可与其镜像区分开来的系统，它仍然是现代科学关注的焦点 1 – 4 ，手性材料有多种应用 5 – 8 。手性拓扑结构为新一代手性材料奠定了基础，其中手性扩展到纳米和微米尺度。在胆甾型液晶中观察到了非均匀手性态、螺旋、蓝色和扭曲晶界 (TGB) 相 9、10 。Skyrmion 是矢量序参数（如磁化强度或极化密度）的手性结构，由于其在信息技术中的潜在应用，在过去十年中在磁性材料中引起了相当大的关注 11 – 13。然而，这些材料的一个显着特征是特定的非手性对称性，这种对称性由胆甾体中的非镜像对称分子或磁性系统中的反对称自旋交换所具有，从而导致 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用。最近，据报道，将承载 skyrmion 的磁体类型扩展到没有 Dzyaloshinskii-Moriya 自旋相互作用的系统14，15。然而，在这些系统中调整 skyrmion 手性的可能性仍是一个悬而未决的问题。虽然铁电材料中不存在预定义的手性对称性，但最近发现它们具有丰富的手性拓扑激发，包括布洛赫畴壁16-19，具有 skyrmion 结构的无芯涡旋20-22，单个 skyrmion 23，24，skyrmion 晶格 25 和 Hopfion 26。铁电体的一个显著特征是，当去极化电荷 ρ = ∇⋅ P 重排以降低它们的相互作用能时，由于限制和去极化效应的特定相互作用导致自发对称性破缺，从而出现手性，导致极化发生手性扭曲。重要的是，不同的手性（“左”态和“右”态）在能量上是简并的，因此可以互相切换。然而，执行这种手性切换是一项挑战，因为可以作为控制参数的基本场具有非手性性质。我们发现，由于去极化效应会导致大量拓扑激发，因此铁电纳米点可以提供丰富的相图，并且我们证明铁电纳米点包含极化 skyr-mions。特别是，我们设计了一个系统，其中可以通过施加电场来实现相反手性之间的受控切换。
W*-代数上的参数模型和信息几何
在经典几何和量子信息几何中，通常处理概率分布或量子态的参数化子集，俗称参数模型。经典背景下的典型例子是高斯概率分布族，在量子背景下的典型例子是量子相干态族。从概念和实践的角度来看，都可能存在物理理论约束，导致只有某些概率分布或量子态才能被建模或物理实现（再想想高斯概率分布和量子相干态），因此证明选择参数模型是合理的。另一方面，从纯数学的角度来看，如果我们想利用标准微分几何的数学形式，就必须选择参数模型[1,43,50]。事实上，可测结果空间上的概率分布空间和等同于复可分希尔伯特空间上的密度算子空间的量子态空间都不具备光滑流形的结构。颇有意思的是，这在有限维中已经发生了：在经典情况下，离散有限结果空间 X n（有 n 个元素）上的概率分布空间可以自然地等同于 R n 中的单位单纯形，后者是带角的光滑流形的典型例子 [54]；在量子情况下，等同于有限维复希尔伯特空间 H 上的密度算子空间的量子态空间，当 dim ( H ) = 2 [ 11 , 35 ] 时，是具有边界的光滑流形，称为布洛赫球；当 dim ( H ) > 2 [ 24 ] 时，是分层流形。在无限维中，考虑到无限维微分几何的技术细节，情况甚至更糟。尽管可以说在经典 [ 64 ] 和量子 [ 42 ] 中都有旨在建立无限维非参数理论的方法，但我们认为它们实际上是参数模型，其中参数位于无限维流形中。事实上，Pistone 和 Sempi [ 64 ] 的开创性工作处理的不是测度空间上整个概率分布空间上的 Banach 流形结构，而是关于给定参考概率测度 μ 相互绝对连续的所有概率分布空间上的 Banach 流形结构。显然，这种选择可以合理地称为概率分布的参数模型。 Jencova [ 42 ] 的工作中也发生了类似的事情，其中 Banach 流形结构不是赋予 W ⋆ -代数 A 上的整个状态空间，而是赋予 A 上的忠实正常状态空间。因此，为了使用标准微分几何的工具，正如在经典几何和量子信息几何中惯常的做法一样 [4、5、51、58、67]，我们必须接受使用参数模型的必要性。经典情况在无限维环境中也得到了彻底和系统的研究 [7-9]，而据我们所知，量子态参数模型的信息几何（特别是在无限维环境中）仍未得到充分探索。这项工作的目的是开始探索这片土地，并以这样一种方式进行，即可以同时处理经典情况和量子情况。关键