我學者觀測到一類高階非厄米奇異點結構
科技日報合肥1月16日電 (記者吳長鋒)記者16日從(cong) 中國科學技術大學獲悉,該校中國科學院微觀磁共振重點實驗室杜江峰、榮星等人,在單自旋體(ti) 係中係統研究了對稱性與(yu) 高階非厄米奇異點結構的關(guan) 係,並成功觀測到一類高階非厄米奇異點結構。相關(guan) 研究成果1月15日在線發表於(yu) 《自然·納米技術》。
非厄米物理特別關(guan) 注非厄米體(ti) 係中存在的一種特殊簡並點——奇異點。其與(yu) 厄米體(ti) 係中的簡並點不同,二階或者高階奇異點有兩(liang) 個(ge) 或者多個(ge) 本征值和本征態同時發生簡並。由於(yu) 奇異點附近獨特的能譜性質,眾(zhong) 多非厄米體(ti) 係獨有的新奇物理現象得以湧現,因此在量子計算、精密測量以及拓撲物理等領域有著重要研究價(jia) 值。由高階奇異點組成的高階奇異點結構,例如高階奇異線和奇異弧等,能展現出更為(wei) 豐(feng) 富的拓撲性質。然而在量子體(ti) 係中高階奇異點的觀測已屬不易,實現高階奇異點結構就更具挑戰性。
研究組以金剛石中的一個(ge) 氮—空位色心的單電子自旋和核自旋複合體(ti) 係為(wei) 基礎,基於(yu) 其發展的非厄米哈密頓量實現方法,實現同時具備宇稱時間對稱性和贗手性兩(liang) 種對稱性的非厄米體(ti) 係,成功觀測到了由一係列三階奇異點形成的奇異線。研究組進一步闡明了對稱性與(yu) 高階非厄米奇異結構的關(guan) 係。實驗結果表明,當體(ti) 係哈密頓量隻有宇稱時間對稱性時,二維參數空間中僅(jin) 能存在孤立的三階奇異點。進一步解除體(ti) 係的宇稱時間對稱性時,二維參數空間中將不存在三階奇異點。實驗結果展示了對稱性在研究高階奇異點結構中的重要作用。
這項研究成果為(wei) 在多能級係統中開展廣泛的非厄米物理研究奠定了基礎。一方麵有助於(yu) 研究多能級非厄米體(ti) 係中的新拓撲相和拓撲不變量;另一方麵基於(yu) 高階奇異點的本征態轉換和對微擾響應的增強,有望在量子控製和量子精密測量領域得到重要應用。(科技日報)
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