我学者成功观测到一类高阶非厄米奇妙点结构
科技日报记者吴长锋
16日记者从中国科学技术大学获悉，该校中国科学院微观磁共振重点实验室杜江峰、荣星等人，在单自旋体系中系统研究了对称性与高阶非厄米奇妙点结构的关系，并成功观测到了一类高阶非厄米奇妙点结构。研究成果1月15日在线发表于《自然·纳米技术》。
非厄米物理非常关注非厄米体系中存在的一种特殊简并点——奇妙点。其与厄米体系中的简并点不同，二阶或者高阶奇妙点有两个或者多个本征值和本征态并且发生简并。由于奇妙点附近独特的能谱性质，众多非厄米体系独有的新奇物理现象得以涌现，于是在量子计算、周密测量以及拓扑物理等领域有着重要研究价值。由高阶奇妙点组成的高阶奇妙点结构，例如高阶奇妙线和奇妙弧等，能展现出更为丰富的拓扑性质。但是在量子体系中高阶奇妙点的观测已属不易，实现高阶奇妙点结构就更具挑战性。
研究组以金刚石中的一个氮-空位色心的单电子自旋和核自旋复合体系为基础，基于其进展的非厄米哈密顿量实现办法，实现并且具备宇称时刻对称性和赝手性两种对称性的非厄米体系，成功观测到了由一系列三阶奇妙点形成的奇妙线。研究组进一步阐明了对称性与高阶非厄米奇妙结构的关系。实验结果表明，当体系哈密顿量惟独宇称时刻对称性时，二维参数空间中仅能存在孤立的三阶奇妙点。进一步解除体系的宇称时刻对称性时，二维参数空间中将不存在三阶奇妙点。实验结果展示了对称性在研究高阶奇妙点结构中的重要作用。
这项研究成果为在多能级系统中开展广泛的非厄米物理研究奠定了基础，一方面有助于研究多能级非厄米体系中的新拓扑相和拓扑不变量；另一方面基于高阶奇妙点的本征态转换和对微扰响应的增强，有望在量子操纵和量子周密测量领域得到重要应用。
（中国科大供图）
来源：中国科技网