科技日報合肥1月16日電 (記者吳長(cháng)鋒)記者16日從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校中國科學(xué)院微觀(guān)磁共振重點(diǎn)實(shí)驗室杜江峰、榮星等人，在單自旋體系中系統研究了對稱(chēng)性與高階非厄米奇異點(diǎn)結構的關(guān)系，并成功觀(guān)測到一類(lèi)高階非厄米奇異點(diǎn)結構。相關(guān)研究成果1月15日在線(xiàn)發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》。

　　非厄米物理特別關(guān)注非厄米體系中存在的一種特殊簡(jiǎn)并點(diǎn)——奇異點(diǎn)。其與厄米體系中的簡(jiǎn)并點(diǎn)不同，二階或者高階奇異點(diǎn)有兩個(gè)或者多個(gè)本征值和本征態(tài)同時(shí)發(fā)生簡(jiǎn)并。由于奇異點(diǎn)附近獨特的能譜性質(zhì)，眾多非厄米體系獨有的新奇物理現象得以涌現，因此在量子計算、精密測量以及拓撲物理等領(lǐng)域有著(zhù)重要研究?jì)r(jià)值。由高階奇異點(diǎn)組成的高階奇異點(diǎn)結構，例如高階奇異線(xiàn)和奇異弧等，能展現出更為豐富的拓撲性質(zhì)。然而在量子體系中高階奇異點(diǎn)的觀(guān)測已屬不易，實(shí)現高階奇異點(diǎn)結構就更具挑戰性。

　　研究組以金剛石中的一個(gè)氮—空位色心的單電子自旋和核自旋復合體系為基礎，基于其發(fā)展的非厄米哈密頓量實(shí)現方法，實(shí)現同時(shí)具備宇稱(chēng)時(shí)間對稱(chēng)性和贗手性?xún)煞N對稱(chēng)性的非厄米體系，成功觀(guān)測到了由一系列三階奇異點(diǎn)形成的奇異線(xiàn)。研究組進(jìn)一步闡明了對稱(chēng)性與高階非厄米奇異結構的關(guān)系。實(shí)驗結果表明，當體系哈密頓量只有宇稱(chēng)時(shí)間對稱(chēng)性時(shí)，二維參數空間中僅能存在孤立的三階奇異點(diǎn)。進(jìn)一步解除體系的宇稱(chēng)時(shí)間對稱(chēng)性時(shí)，二維參數空間中將不存在三階奇異點(diǎn)。實(shí)驗結果展示了對稱(chēng)性在研究高階奇異點(diǎn)結構中的重要作用。

　　這項研究成果為在多能級系統中開(kāi)展廣泛的非厄米物理研究奠定了基礎。一方面有助于研究多能級非厄米體系中的新拓撲相和拓撲不變量；另一方面基于高階奇異點(diǎn)的本征態(tài)轉換和對微擾響應的增強，有望在量子控制和量子精密測量領(lǐng)域得到重要應用。（科技日報）