通过静电类比设计非厄米实能谱(英文)

作者:Russell Yang; Jun Wei Tan; Tommy Tai; Jin Ming Koh; 李林虎; Stefano Longhi; Ching Hua Lee*
来源:Science Bulletin, 2022, 67(18): 1865-1873.

摘要

非厄米性的研究蕴涵着诸多新物理机制与现象,在激光与传感等多个方面有着重要的应用价值.在非厄米系统中,实本征能量意味着系统具有稳定性,这一性质可通过奇偶时间(PT)对称性保护,并在不同物理系统中得到广泛的研究.本文利用一种新的动力学机制保证实能谱,提出了一种普适的方案来设计具有实能谱的哈密顿量.该方案基于对扩展非厄米体边对应的静电类比,其中静电荷对应态密度,电场则对应复能谱流.通过这一方案,可以重构出具有任意能谱及态局域性质的哈密顿量,即便这些性质不具备任何对称性特征.通过用泊松边值问题代替原本的非厄米哈密顿量对角化问题,这一静电类比也避免了传统数值方法中因非厄米耗散/增益引起的浮点误差问题,从而允许对更大尺寸的系统进行计算.