沮丧的超材料中的不可定向的顺序和非交通响应_国际

　　从原子晶体到动物羊群，自然对称性破裂的概念1,2,3,4捕获了自然界中秩序的出现。但是，当损坏的对称阶段因几何约束而挫败时，这种物理基石就会受到挑战。这种挫败感决定了旋转液体5,6,7,8的系统行为，粘附的胶体悬浮液和皱巴巴的纸张表10。这些系统通常表现出强烈的退化和异质的地面状态，因此逃脱了相位排序的金兹堡 - 兰道范式。在这里，结合了实验，模拟和理论，我们在全球沮丧的物质中发现了拓扑顺序的意外形式：不可方向的顺序。我们通过设计全球沮丧的超材料来展示这一概念，这些超材料会自发打破离散的对称性。我们观察到它们的平衡必然是依赖性的，并且具有广泛的退化。我们通过将弹性理论推广到不可定向的订单参数束来解释我们的观察。我们表明，由于拓扑受保护的节点和订单参数必须消失的线路的任意位置，不可取向平衡被广泛退化。我们进一步表明，不可方向的顺序更广泛地适用于不可定向的物体，例如屈曲的莫比乌斯条和klein瓶。最后，通过将时间依赖性的局部扰动应用于具有不可定向顺序的超材料，我们设计了拓扑受保护的机械记忆11,12,12,13,14,15,16,17,18,19，实现了非交互性响应，并表明他们带有负载载荷的印刷品的印象。除了力学之外，我们还将非定向性作为超材料的强大设计原理，可以有效地跨尺度存储信息，例如胶体Science8，Photonics2020，Magnetism7和Atomic Physics21的多样化的田地。

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