来自光谱绕组拓扑的量子化经典响应

       自从发现量子霍尔效应以来，拓扑量子化已经吸引了一整代物理学家。近年来，由于在量子反常霍尔和量子自旋霍尔效应中观察到的离散变化的霍尔电导，拓扑量子化作为一种新的量子现象的地位进一步加强。通过建立严格的线性响应理论，拓扑圈数和量子化电导率之间的联系确实赢得了量子凝聚态物理的经典成果的地位。的确，量子化霍尔响应和重要的陈氏拓扑现在几乎被广泛认为是同义词。然而，量子化响应的概念迄今为止还没有在经典系统中出现。如果没有量子力学基态，经典系统将无法修正传统的线性响应理论，该理论将量子化响应表示为基态上的微扰。经典的超材料，如光子晶体、声学结构和电路，可以具有整数数量的拓扑保护边界状态，它们的响应行为不是基于可访问通道的数量，而是基于微分方程的非量化的模拟解。

       近日，来自中山大学珠海分校物理与天文学院、广东省量子计量与传感重点实验室的Linhu Li等人发现了量子化经典响应的全新范式，即基于复杂谱平面上的谱圈数，而不是基于动量空间中本征态的圈数。这种量子化响应是经典的，因为它适用于现象学的非厄米设置，产生于格林函数的基本数学性质，并显示在稳态响应，而不调用传统的线性响应理论。具体地说，描述信号放大的一个量的变化与一个假想的类通量参数的变化的比值显示出了令人着迷的高地，它们的量子化值由谱圈数给出，并作为拓扑不变量。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

      文章链接：Linhu Li et al. Quantized classical response from spectral winding topology. Nature Communications (2021) 12:5294 https://doi.org/10.1038/s41467-021-25626-z