作者:罗斯托克大学的亚历山大·萨梅特
一维准晶的光子量子行走实验实现
通过离散时间量子行走实现光子晶格的简化实验装置
两个不等长的光纤环由控制β的可变分束器(VBS)连接
非厄米势是通过声光调制器引入受控光损耗来实现的
相位调制器模拟电势的实部并产生准晶级
光电探测器测量两个环路中的光强，从而测量量子行走的时间演化
基于由耦合光纤环产生的分束器网格(补充部分1)，一维晶格(顶部)由一维量子行走(底部)(等式(1))实现
增益和损耗被结合在不同的晶格位置和两步Floquet协议中，从而获得具有强度h(虚规范场)的各向异性耦合的趋肤效应调制
以类似的方式，通过具有空间相位梯度和交替符号的相位调制(等式(2))来实现AAH模型的电势(强度对应于蓝色填充的量)
组合调制实现了基于离散时间量子行走的非厄米弗洛凯AAH模型
信用:DOI: 10
1038/s 14586-021-04253-0 与他们的同事斯特凡诺·隆吉教授(米兰理工学院)一起，来自罗斯托克大学的亚历山大·萨梅特教授团队的物理学家发现了三重相变
在关键时刻，复杂的人造材料的三个基本特性会突然改变:拓扑结构、导电性和与环境的能量交换
这些结果挑战了这三种主要材料特性在很大程度上相互独立的既定观点
这一发现最近发表在《自然》杂志上，并可能为全面理解复杂材料的内部运作铺平道路
相变是自然界中一个至关重要的概念，在相变中，材料的性质会突然改变
也许，它们最著名的表现发生在冬天:与0摄氏度(32华氏度)温度的微小偏差决定了水是以液体形式还是以固态冰和雪的形式存在
不太常见的是两种性质同时变化的相变:当所谓的超导体被冷却到绝对零度(-273摄氏度/ -460摄氏度)时
4华氏度)，它们完全失去电阻，同时改变其磁性
更难以捉摸的是连接三种不同性质的相变
借助尖端的光学技术，亚历山大·萨梅特教授领导的团队最近揭示了这种难以捉摸的三相转变的存在，在这种转变中，一种材料的三个独立特征共同经历突然的变化
“我们发现，在一类被称为准晶的固体中，三种基本性质出人意料地相互联系在一起，”萨梅特教授解释道
准晶的发现导致了2011年的诺贝尔奖，它是自然界中最稀有的结构之一:这一类中仅有的两种矿物是在俄罗斯远东的一颗陨石中发现的，因此从字面上看，它们来自外星
“为了研究这些迷人实体的特征，我们将光的路径缠绕在一公里长的光纤中
由此产生的复杂动力学忠实地反映了准晶中电子的运动，”Ph解释说
D
学生塞巴斯蒂安·魏德曼，他和博士一起设计并进行实验
克雷默
“在研究光在这些系统中的传播时，我们惊人地发现了三重相变，其中合成准晶与其环境之间的拓扑结构、电导率和能量交换发生了突变
”塞巴斯蒂安补充道
材料的拓扑表明其支持强边缘电流的能力；这个概念在2016年获得了诺贝尔奖
材料的内部结构首先决定了电流是否能流动
这种现象的潜在想法在1977年获得了诺贝尔奖
系统描述能量与环境交换的尝试最终产生了所谓的pt对称性的概念，直到1998年才被引入物理学
然而，这些概念似乎在很大程度上是相互独立的
“我们的结果表明，它们可能是尚未发现的更深层次联系的三个方面，”萨梅特总结道
“这种三重相变的发现以及拓扑学、传导学和能量交换的可能统一，代表了从光到声音甚至电子的所有类型波的传播的基础科学的突破
" 这些发现最近发表在著名的《自然》杂志上
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