量子物质非平衡磁响应研究获进展 拓扑特性与能量泵效应获揭示
2025-09-15 14:23
来源:布鲁塞尔自由大学
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布鲁塞尔自由大学与阿根廷巴尔塞罗研究所的科研团队在量子物质理论研究领域取得进展,通过扩展Středa公式至非平衡态,解决了周期性驱动量子系统中的磁响应量化问题。该项研究发表于《物理评论X》期刊。布鲁塞尔自由大学

研究人员由Lucila Peralta Gavensky、Nathan Goldman及Gonzalo Usaj组成。他们发现,在周期性驱动的Floquet量子系统中,系统对磁场的响应表面上呈现多个零贡献的叠加,实则隐藏有限且量子化的拓扑响应。该团队采用“塞萨罗求和”数学方法,为这一发散级数赋予物理意义,从而揭示出非平衡条件下独有的量子化磁响应特性。

研究表明,这一响应与系统的拓扑性质密切相关,并反映出准能量在边缘的流动特征。研究还发现,施加磁场可引发系统与环境之间的稳定能量交换,形成特有的“能量泵”效应。该现象为驱动量子系统独有,其在无序系统中的表现可通过粒子密度测量进行探测。

此项理论工作为未来实验研究提供了方向,尤其对腔量子材料等领域具有启示意义。能量泵效应表明,驱动场作为量子客体可能经历类似斯特雷达公式描述的反作用过程,从而拓展了量子物质相分类的研究路径。

更多信息: Lucila Peralta Gavensky 等人,《Floquet 系统的 Středa 公式:基于 Cesàro 求和的拓扑不变量和量化异常》,《Physical Review X》(2025 年)。期刊信息: Physical Review X

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