這個團隊在非厄密體系趨膚效應理論研究取得進展

近日，北京量子信息科學研究院超快光場調控與成像團隊的助理研究員鹿鳴與加拿大不列顛哥倫比亞大學博士張驍驍、教授馬塞爾·弗蘭茲 （Marcel Franz）合作，在非厄密物理領域做出了重要原創性成果，相關工作“磁場對非厄密趨膚效應的抑制現象”在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上發表。

非厄密物理學近年來受到了眾多科學家的關注。非厄密的哈密頓量在諸如光學系統、與環境有耦合的開放系統、以及包含雜質或相互作用的固體系統等諸多體系中具有重要應用。非厄密體系具有很多特有現象，比如奇異點簡并、非厄密趨膚效應等，且這些獨特現象已被實驗所證實。

其中，非厄密趨膚效應是指體系巨量的本征態波函數局域在邊界的行為，它對于理解某些非厄密體系拓撲轉變中的體邊不對應、開邊界能譜和周期性邊界能譜顯著差異等現象至關重要。因此，深入理解非厄密趨膚效應對于研究非厄密體系具有關鍵性意義。磁場作為一種有效調控手段，其重要性已經在厄密體系中得到了充分體現。然而，其對于非厄密體系的影響，尚限于一些特定情況如實能譜與拓撲相變的研究，未在更廣泛的意義下討論。

鹿鳴等研究人員發現，雖然非厄密趨膚效應具有拓撲的來源，但磁場可以有效對其進行抑制，使得原本局域在邊界上的趨膚波函數重新回到體內。通過對不同類型的低能有效模型的解析求解，他們發現原本由非厄密趨膚效應導致的病態低能有效模型，在磁場作用下可以恢復其有效性，并且得到的解析結果與格點模型的數值結果可以很好地吻合。而對于高能態的波函數，通過對格點模型的數值求解，波函數的重心也會隨著磁場向體內移動。

從拓撲的角度出發，鹿鳴等研究人員定義了繞數加權的拓撲非平庸面積，提出了可以藉此來刻畫系統趨膚效應的強弱。另外對于分數的磁通，行列式具有比較簡單的形式，使得拓撲繞數可以較為方便的求出。通過計算他們發現，繞數加權的面積隨磁通減小的性質在較大的磁通范圍內也成立。

鹿鳴等研究人員還發現，單帶模型的廣義布里淵區（GBZ）大小不隨磁通變化，因此指出磁場對非厄密趨膚效應的抑制效應不能簡單地用GBZ來刻畫。

由于實驗上可以在多種不同類型的非厄密候選體系產生磁場或有效磁場，該研究有望進一步激發人們探究磁場在非厄密體系中的作用。