5月29日，重慶大學(xué)物理學(xué)院胡自翔教授團(tuán)隊(duì)在物理學(xué)頂級(jí)期刊《Physical Review Letters》上發(fā)表了題目為“Biorthogonal Dynamical Quantum Phase Transitions in Non-Hermitian Systems”的研究論文。重慶大學(xué)2023屆本科生敬業(yè)誠(chéng)（南京大學(xué)讀博）為該論文的第一作者，重慶大學(xué)弘深青年教師董建軍、張瑜瑜教授和胡自翔教授為該論文的共同通訊作者，重慶大學(xué)為唯一完成單位。
       量子力學(xué)是現(xiàn)代理論物理的研究基石。傳統(tǒng)教科書中主要介紹了厄米體系的量子力學(xué)，即矩陣本征值為實(shí)數(shù)的量子體系。近年來(lái)非厄米量子體系吸引了人們的極大關(guān)注，其原因是非厄米矩陣的本征值可能是復(fù)數(shù)，本征值數(shù)域的擴(kuò)大為量子力學(xué)的研究帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)和新的機(jī)遇。在量子力學(xué)中，態(tài)隨時(shí)間演化的非平衡過(guò)程是一個(gè)非常重要的研究課題，其中一個(gè)重要的物理量是洛施密特回波（Loschmidt echo）。洛施密特回波刻畫了初態(tài)與時(shí)間演化態(tài)之間的交疊程度，在非厄米體系中其被推廣為雙正交洛施密特回波。然而傳統(tǒng)的研究方案局限于具有宇稱——時(shí)間對(duì)稱性的體系，這類特殊的非厄米體系具有實(shí)數(shù)譜。因此迄今為止，人們還缺乏有效的手段來(lái)研究具有復(fù)數(shù)譜的任意非厄米體系的雙正交洛施密特回波。

                                            圖1：兩種方法的比較。

敬業(yè)誠(chéng)在大二開始加入胡自翔教授課題組，通過(guò)科研訓(xùn)練和畢業(yè)設(shè)計(jì)針對(duì)這一課題進(jìn)行了深入研究。在董建軍、張瑜瑜和胡自翔的共同指導(dǎo)下提出了利用時(shí)間演化態(tài)的關(guān)聯(lián)態(tài)來(lái)研究雙正交洛施密特回波的新方案。如圖1所示，相較于傳統(tǒng)的研究方案，該方法能有效地處理具有復(fù)數(shù)譜的任意非厄米體系。基于這一新方案，研究團(tuán)隊(duì)以非厄米Su-Schrieffer-Heeger模型為例詳細(xì)研究了雙正交洛施密特回波的奇異行為，提出了雙正交動(dòng)力學(xué)量子相變的新概念，并在雙正交動(dòng)力學(xué)量子相變中觀察到了具有1/2跳變的雙正交動(dòng)力學(xué)拓?fù)湫騾⒘浚鐖D2所示。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際著名的物理學(xué)雜志Phys. Rev. Lett. 132, 220402 (2024)上。 該工作為研究任意非厄米體系中的動(dòng)力學(xué)量子相變及其他非平衡量子現(xiàn)象提供了一個(gè)可能的新方案。

                     圖2：不同基底下的洛施密特回波（a）和動(dòng)力學(xué)拓?fù)湫騾⒘浚╞）。

該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金、重慶英才計(jì)劃和重慶市博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。同時(shí)，該課題組近年來(lái)在本科生拔尖人才培養(yǎng)取得了顯著成就，陸續(xù)發(fā)表了多篇高質(zhì)量的研究論文，如張瑜瑜指導(dǎo)本科生龔令樸（南京大學(xué)讀博）在德國(guó)物理年鑒《Annalen Der Physik》上發(fā)表論文和指導(dǎo)本科生李林?。◤?qiáng)基計(jì)劃）在自然指數(shù)期刊《Physical Review A》上發(fā)表論文，胡自翔指導(dǎo)本科生陳紅偉（美國(guó)東北大學(xué)讀博）在自然指數(shù)期刊《Physical Review B》上發(fā)表論文等。

論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.220402

來(lái)源：物理學(xué)院