西安交大刘博团队在测定手性破缺非厄米拓扑相图上取得重要进展
近日,国际物理学权威期刊Physical Review Letters《物理评论快报》以“Nonchiral Non-Bloch Invariants and Topological Phase Diagram in Nonunitary Quantum Dynamics without Chiral Symmetry”为题报道了西安交通大学物理学院刘博团队的研究成果:实验上实现了手征对称性破缺的非厄米光学系统,并通过统计矩的探测,标定了手性破缺系统的非厄米拓扑相图,确立了新型体-边界对应。

量子物质中的拓扑相是一类极具吸引力的物态,这一领域近年来的重大发展为其获得了物理学诺贝尔奖的殊荣。最近,关于拓扑物态的研究已从传统的厄米系统延拓到非厄米体系中,许多新奇的效应在非厄米拓扑物态中被不断地发现与证实。尤其是,在揭示对称性作为诱导上述新奇效应的根本因素之一的研究上,越来越受到人们的重视。比如,非平庸的拓扑物态在Altland-Zirnbauer分类中,主要由三种对称性所区分:时间反演对称性,手征对称性和粒子-空穴对称性。因此,手征对称性的保持和破缺将对物态的拓扑属性产生决定性的影响。
实验上,研究团队通过在光学系统中引入耗散的方式,实现了非厄米性与手征对称性的联动调控。与手性保持的非厄米系统不同,传统的拓扑理论并不能很好地描述这一系统中的非厄米拓扑现象。为此,团队引入了一种新型的非手性非布洛赫拓扑数,并在实验上通过探测统计矩的方式,测定了该系统的非厄米拓扑相图,为进一步研究新奇非厄米拓扑现象,架构对称性与非厄米拓扑物理间的桥梁提供了新的契机。
西安交通大学物理学院为该论文的第一完成单位,博士生张越、助理教授李帅为论文第一作者,刘博教授为论文通讯作者。参与此工作的还有西安交通大学张淼助理教授,李宏荣教授,高宏教授,李福利教授以及美国得克萨斯农工大学M. Suhail Zubairy教授。
近年来,刘博课题组紧密围绕新奇物态中的科学前沿与应用,开展了深入的理论及实验研究,在Phys. Rev. Lett.,Nat. Comm.,Phys. Rev. A等上发表系列论文。研究工作得到了国家重点研发计划、国家级青年人才项目、国家自然科学基金、陕西省数理研究院、小米基金会、西安交大青年拔尖人才支持计划、中央高校基本科研业务费等的支持。
