《Physical Review B》：電路系統中反常非厄米趨膚效應觀測
近日，我院聲學團隊在非厄米趨膚效應研究中取得進展，相關研究成果以《Observation of anomalous non-Hermitian skin effect in electric circuits》為題，發表于物理學領域權威期刊《Physical Review B》。我院與吉首大學共同培養的碩士研究生周冬梅、聶浪為該論文的共同第一作者，我院青年教師吳吉恩、青年教師何兆劍、鄧科教授為共同通訊作者。長沙理工大學為第一單位。
非厄米系統因其復能譜而展現獨特的物理現象，其中非厄米趨膚效應最具代表性。非厄米趨膚效應通常是指系統的體態向邊界局域化的現象，現有的非厄米理論認為其由能譜的拓撲性質（即能譜繞數）決定。然而，近年來的理論研究發現，在多鏈耦合系統中，能譜繞數可能無法準確預測趨膚效應，這種“反常”現象尚未得到實驗證實。
該研究團隊構建了由單向耦合連接的雙層Hatono-Nelson模型。通過理論分析發現，兩條鏈的能量譜彼此獨立（解耦），但波函數通過層間單向耦合相互關聯，導致能量譜拓撲不能準確預測趨膚效應。具體表現為：能譜繞數為零時依然具有趨膚效應，打破了非厄米體系的體-邊界對應關系（圖1）。隨后研究團隊在非厄米電路系統中實驗證實了這種反常趨膚效應。該研究首次通過電路實驗證實了多鏈系統中反常趨膚效應的存在，揭示了傳統能譜繞數理論的局限性，為非厄米拓撲物理提供了新的實驗視角。
圖1. （a）非厄米電路實驗樣品。（b）周期邊界譜和開邊界譜。（c）本征態的電壓場分布，表現出向左和向右趨膚。（d）趨膚效應實驗測量結果。
該項工作得到了湖南省自然科學基金、湖南省教育廳項目的支持。
文章鏈接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.111.224104
（ 圖文/胡偉鵬 一審/何兆劍 二審/劉斯 三審/張國強）