【產(chǎn)通社，12月19日訊】北京理工大學(xué)（Beijing Institute of Technology, BIT）官網(wǎng)消息，其物理學(xué)院張向東教授課題組和集成電路與電子學(xué)院孫厚軍教授課題組合作，日前在非厄米拓?fù)潆娐泛透唠A趨膚-拓?fù)湫?yīng)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際頂級期刊《Nature Communications》上。研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委和國家重點研發(fā)計劃的資助。

與厄米系統(tǒng)相比，非厄米系統(tǒng)能夠展現(xiàn)出一些獨特的行為，如態(tài)分布往某一個方向上聚集，也就是趨膚效應(yīng)。另外，在非厄米系統(tǒng)中通過設(shè)計參數(shù)也可以構(gòu)造出拓?fù)鋺B(tài)。最近的理論研究顯示：趨膚效應(yīng)和拓?fù)鋺B(tài)同時存在時會產(chǎn)生雜化效應(yīng)，即雜化高階趨膚-拓?fù)湫?yīng)。這種雜化效應(yīng)特別有趣，它展示了一種高維新態(tài)，在厄米或非拓?fù)湎到y(tǒng)中是不存在的。其特點是拓?fù)渚植炕试S非厄米趨膚效應(yīng)只作用于特殊拓?fù)淠Ｊ�，這大大增強(qiáng)了高維魯棒性的豐富性，超越了通常的高階拓?fù)洮F(xiàn)象，并引發(fā)了高階拓?fù)潴w邊緣定理的重新表達(dá)，適用于新的高階趨膚和拓?fù)涓鞣N相互作用。

由于體系的復(fù)雜性，實驗上需要在某個空間方向上構(gòu)造出能展示拓?fù)渚钟虻哪Ｊ剑诹硪粋�方向上使得這些拓?fù)淠Ｊ秸故沮吥w效應(yīng)。這導(dǎo)致了實驗觀察非常困難，所以這種現(xiàn)象從來沒被實驗觀測到。

北京理工大學(xué)研究團(tuán)隊設(shè)計出非厄米經(jīng)典電路首次觀察到了雜化高階趨膚-拓?fù)湫?yīng)。研究者通過拓?fù)潆娐菲脚_實現(xiàn)了二維和三維的雜化高階趨膚-拓?fù)鋺B(tài)，并使趨膚效應(yīng)選擇性地僅作用于拓?fù)溥吔缒＃蛔饔糜隗w模。實驗是在專門設(shè)計的非互易2D和3D拓?fù)潆娐肪W(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的，它展示了不可逆泵浦和拓?fù)渚钟蚧绾蝿討B(tài)相互作用以形成各種新穎的態(tài)，例如2D趨膚-拓?fù)洹?D趨膚-拓?fù)?拓?fù)潆s化態(tài)、以及2D和3D高階非厄米趨膚態(tài)。這種電路設(shè)計方法具有高度通用且可擴(kuò)展性。

相關(guān)工作在Nature Communications上發(fā)表[Nat Commun 12, 7201 (2021)]。北京理工大學(xué)物理學(xué)院2016級博士生鄒德源(現(xiàn)為集成電路與電子學(xué)院博士后)和物理學(xué)院陳天副教授為論文的共同第一作者。集成電路與電子學(xué)院碩士生賀文靜和博士生包家誠，以及新加坡國立大學(xué)物理系Ching Hua Lee為論文的共同作者。北京理工大學(xué)物理學(xué)院陳天副教授和張向東教授以及集成電路與電子學(xué)院孫厚軍教授為論文通訊作者。

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