Contact Topology and the Classification of Disclination Lines in Cholesteric Liquid Crystals

偏斜 手性(物理) 拓扑缺陷 拓扑(电路) 液晶 同伦 扭转 凝聚态物理 物理 材料科学 纯数学 量子力学 手征对称性 几何学 数学 Nambu–Jona Lasinio模型 组合数学 夸克
作者
Joseph Pollard,Gareth P. Alexander
出处
期刊:Physical Review Letters [American Physical Society]
卷期号:130 (22) 被引量:1
标识
DOI:10.1103/physrevlett.130.228102
摘要

We give a complete topological classification of defect lines in cholesteric liquid crystals using methods from contact topology. By focusing on the role played by the chirality of the material, we demonstrate a fundamental distinction between "tight" and "overtwisted" disclination lines not detected by standard homotopy theory arguments. The classification of overtwisted lines is the same as nematics, however, we show that tight disclinations possess a topological layer number that is conserved as long as the twist is nonvanishing. Finally, we observe that chirality frustrates the escape of removable defect lines, and explain how this frustration underlies the formation of several structures observed in experiments.
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