Forscher unterdrücken nicht-hermitesche Effekte durch „falsche“ Magnetfelder

Aufgrund des Vorhandenseins nicht-hermitescher Komponenten neigen Wellenintensitäten dazu, sich an der Systemgrenze zu lokalisieren, nämlich dem nicht-hermiteschen Skin-Effekt. Das Verhalten der Haut wird durch die Topologie geschützt und macht sie unempfindlich gegenüber geringfügigen Änderungen. Kürzlich wurde jedoch gezeigt, dass der nicht-hermitesche Skin-Effekt durch reale Magnetfelder unterdrückt werden kann.

Zhang, Xue und Hau Tian Teo, Zhangs Doktorand, fragten sich: „Kann ein ‚falsches‘ Magnetfeld – ein pseudomagnetisches Feld – auch den nicht-hermiteschen Hauteffekt unterdrücken?“ Anschließend führte das Team theoretische Berechnungen an einem zweidimensionalen Netzwerk durch, um die Topologie und Bewegung des Hautverhaltens zu untersuchen.

Durch die Aktivierung des pseudomagnetischen Feldes entdeckte das Team, dass Hauterkrankungen in die Masse zurückgedrängt werden könnten. „Diese Bewegung von der Haut zur Masse kann anhand einer theoretisch vorhergesagten Flugbahn genau verfolgt werden“, schlägt Teo vor. Zusätzlich zur Bewegung führt das Löschen zu einer Verringerung der topologischen Zahl.

Obwohl es sich hierbei um eine nicht-hermitesche Umgebung handelt, entdeckte das Team auch, dass das pseudomagnetische Feld auch flache Energieniveaus wiederherstellen kann, als wäre es ein hermitesches System. „Zusätzlich zur genauen Lokalisierung des Zustands können wir sogar seine flachen und quantisierten Energieniveaus verfolgen. Dies könnte zur präzisen Lokalisierung von Zuständen im Raum und in der Energie beitragen“, sagt Xue.

„Diese aufregenden neuen Ergebnisse bieten ein zeitumkehrinvariantes Mittel zur Steuerung nicht-hermitescher Systeme. Da unser „falsches“ Magnetfeld unverändert bleibt, wenn wir den Zeitpfeil umkehren, könnte dieses Protokoll vielversprechend für die Steuerung klassischer Wellengeräte sein, die in der Lage sind, das zu beherbergen „Wir haben einen nicht-hermiteschen Skin-Effekt, sind aber gegenüber Magnetfeldern inert“, schlägt Zhang vor.

Die Arbeit mit dem Titel „Pseudomagnetische Unterdrückung des nicht-hermitischen Hauteffekts“ wurde veröffentlicht in Wissenschaftliches Bulletin.

Die Studie wurde von Professor Baile Zhang (School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University) und Professor Haoran Xue (Department of Physics, Chinese University of Hong Kong) geleitet.