兩層一樣的網,差一點點,就長出大幾十倍的圖案。
這就是摩爾紋——一台不需要電的放大器。你手上轉動的 0.1 度,畫面上會變成橫跨整個螢幕的明暗帶。畫布只畫兩層細線,你看見的大紋路來自它們對齊與錯開的位置。
放大倍率是怎麼算的
把大尺度圖案的間距除以底層本身的間距,得到的倍數就是畫面中央那個數字。對週期線柵以及這裡的方形、六角晶格:
M = L / a = r / √((r − 1)² + 4r sin²(θ/2))
a 是底層間距,r 是上層與底層的間距比,θ 是扭轉角。兩者完全相同時分母為零,沒有有限的週期,畫面顯示 ∞。倍率同時取決於角度與間距比,不是只看角度:間距差 6% 而完全不轉,倍率仍然是 17.7 倍而不是無限大。
同心圓的局部方向隨位置改變,沒有單一的全域週期;上片傾斜後兩個方向的投影間距不同,也沒有單一倍率。這些情況不顯示數字。
懸浮雙片為什麼是立體的
兩片網在空間中相隔一段距離。轉動視角時,兩片都沒有動,但它們在你眼裡的相對位置改變了——遠的那片看起來偏移得比較多。摩爾紋於是自己流動起來。這是視差,不是動畫。
側面看,你會看見它們確實是分開的兩片。把上片傾斜,它的投影間距被壓縮,紋路跟著改變方向。畫面採用正交投影,兩片的相對位移與位置無關,是一個純粹的平移。
1.1° 為什麼常被提起
兩層石墨烯以約 1.1° 相對扭轉時,電子能帶可以變得很平坦,電子之間的交互作用因而更重要。2018 年的實驗在特定填充下觀察到關聯絕緣態,並在調整電子密度後觀察到超導態,該研究最高臨界溫度約 1.7 K。
角度、電子密度、溫度與元件條件共同決定材料狀態。這裡只呈現晶格幾何,沒有計算能帶、電阻或超導相,畫面中的長度單位也不對應原子尺度。把滑桿轉到 1.1° 不代表任何相變。
來源
MOIRÉ / GJLMoTea ・ 在藝術與演算法的邊界上。