研究者らは、不完全性がシステムの対称性を保護することを発見した。(Researchers find imperfections provide protection for system symmetry)

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理論検証の結果、束縛状態の制御を最適化することに意義があると研究者は述べている。 The theory-validating work has implications for optimizing control of bound states, researchers say

2022-05-19 ペンシルベニア州立大学(PennState)

国際共同研究により、音響システムにおいて閉じ込められたエネルギーを保護するために、ある種の欠陥を利用する方法が発見されました。研究代表者であるYun Jing准教授(ペンシルバニア州立大学、音響学および生体医工学)によると、この実験手法は、理論的検証のために任意の欠陥を作り、光などの他の系の波動を制御するための汎用的なプラットフォームとなるとのことです。
研究チームは、この成果を米国物理学会の機関誌「Physical Review Letters」に発表しました。この研究は「Editors’ Suggestion」に選ばれ、APSによる解説記事にも掲載されました。
この研究は、フォノン、そして潜在的にはフォトンに相当する、いわゆるトポロジカル格子の特定の境界を散乱することなく進むことができるフォトンに関するものです。このような格子は凝縮系物質で初めて発見された。

<関連情報>

音響格子のディスクリネーションにおける縮退したゼロエネルギートポロジカル状態の観測 Observation of Degenerate Zero-Energy Topological States at Disclinations in an Acoustic Lattice

Yuanchen Deng, Wladimir A. Benalcazar, Ze-Guo Chen, Mourad Oudich, Guancong Ma, and Yun Jing
Physical Review Letters  Published:26 April 2022
DOI:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.174301

Figure 1

ABSTRACT

Building upon the bulk-boundary correspondence in topological phases of matter, disclinations have recently been harnessed to trap fractionally quantized density of states (DOS) in classical wave systems. While these fractional DOS have associated states localized to the disclination’s core, such states are not protected from deconfinement due to the breaking of chiral symmetry, generally leading to resonances which, even in principle, have finite lifetimes and suboptimal confinement. Here, we devise and experimentally validate in acoustic lattices a paradigm by which topological states bind to disclinations without a fractional DOS but which preserve chiral symmetry. The preservation of chiral symmetry pins the states at the midgap, resulting in their protected maximal confinement. The integer DOS at the defect results in twofold degenerate states that, due to symmetry constraints, do not gap out. Our study provides a fresh perspective about the interplay between symmetry protection in topological phases and topological defects, with possible applications in classical and quantum systems alike.

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1701物理及び化学
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