Nylig har et team ledet av Prof. Jia Laitang, Prof. Xiao Liantuan og Prof. Mei Feng fra Institute of Laser Spectroscopy ved Shanxi University gjort viktige fremskritt i forskningen av topologiske tilstander. Forskningsresultatet "Dynamisk deteksjon av topologiske spesifikasjoner...
Nylig har et team ledet av Prof. Jia Laitang, Prof. Xiao Liantuan og Prof. Mei Feng fra Institute of Laser Spectroscopy, Shanxi University gjort viktige fremskritt i studiet av topologiske tilstander. Forskningsresultatet "Dynamical Detection of Topological Spectral Density" ble publisert i Physical Review Letters 17. januar 2012, som ble gjort uavhengig av Shanxi University, og Dr. Jiahui Zhang, doktorgradsstudent ved Institute of Laser Spectroscopy, var den første forfatter av papiret. Dr. Zhang Jiahui var den første forfatteren av artikkelen, Prof. Mei Feng var den tilsvarende forfatteren, og Prof. Jia Laitang og Prof. Xiao Liantuan ga viktig veiledning.
Topologiske tilstander er en slags splitter nye tilstander assosiert med topologi, med naturlig topologi-bevarende robusthet mot intern stigning og fall og ekstern forstyrrelse av systemet, og har svært viktige anvendelser innen materialvitenskap, kvanteinformasjon og kvantepresisjonsmåling . Et sentralt vitenskapelig spørsmål er hvordan man identifiserer topologiske materietilstandsmaterialer. Tilstedeværelsen eller fraværet av topologiske grensetilstander er hovedmetoden for å identifisere topologiske materielle tilstander. Foreløpig er den siste internasjonale fremgangen å identifisere eksistensen av topologiske grensestater ved å undersøke den lokale statens tetthet. Imidlertid er deteksjon av topologisk lokalisert tilstandstetthet fortsatt et vanskelig problem, spesielt i periodisk drevne ikke-likevekts topologiske systemer.
(1-4) Skjematisk diagram av prinsippet: Dynamisk deteksjon av likevekts- og ikke-likevekts topologiske lokaliserte tilstandstettheter.
(5-14) Applikasjonseksempel: topologisk lokalisert tetthet av tilstander uten likevekt identifiserer middelmådige og ikke-middelmådige høyere ordens topologiske tilstander som ikke kan skilles fra hverandre på energispekteret.
For første gang finner forskerteamet en kortfattet og vakker fysisk sammenheng mellom kiral kvantedynamikk og Loschmidt-ekko, dvs. Loschmidt-amplituden i øyeblikket t er lik kiralitetens sentrum i øyeblikket t/2. Ved å bruke denne fysiske forbindelsen fant teamet videre at kiral kvantedynamikk direkte kan undersøke den topologiske lokaliserte tettheten av tilstander. Metoden er kraftig nok til å avsløre både energispekteret og de topologiske egenskapene til den romlige fordelingen av topologiske grensetilstander. Metoden er også universell og kan brukes ikke bare på statiske likevektstopologiske systemer, men også på periodisk drevne ikke-likevektstopologiske systemer. Forskerteamet demonstrerer at tettheten av lokaliserte tilstander med ikke-likevektstopologi direkte kan undersøke og avsløre de unike topologiske egenskapene til ikke-likevektstopologiske tilstander, inkludert kvasi-energispekteret og topologiske moduser for periodisk topologi, som gir en ny måte å sondere i likevektstopologi.
Denne forskningen er støttet av nøkkelforsknings- og utviklingsprogrammet til departementet for vitenskap og teknologi, National Natural Science Foundation of China, Key Discipline Construction Fund i Shanxi-provinsens "1331"-prosjekt, State Key Laboratory of Quantum Optics and Optical Quantum Devices, og Collaborative Innovation Center for Extreme Optics etablert i fellesskap av departementet for vitenskap og teknologi i Kina og departementet for vitenskap og teknologi i Folkerepublikken Kina.
