近日，山西大學激光光譜研究所賈鎖堂教授、肖連團教授、梅鋒教授帶領的團隊在拓撲物態研究方麵取得了重要進展。相關(guan) 研究成果“Dynamical Detection of Topological Spectral Density”於(yu) 1月17日發表在Physical Review Letters。該工作由山西大學獨立完成，激光光譜研究所博士生張佳輝為(wei) 論文第一作者，梅鋒教授為(wei) 通訊作者，賈鎖堂教授和肖連團教授提供了重要指導。

拓撲物態是一種與(yu) 拓撲學相聯係的全新物態，對係統內(nei) 部漲落和外部擾動具有天然地拓撲保護魯棒性，在材料科學、量子信息和量子精密測量領域有著非常重要的應用價(jia) 值。一個(ge) 關(guan) 鍵的科學問題是如何識別拓撲物態材料。是否存在拓撲邊界態是識別拓撲物態的主要方法。目前，國際上最新的進展是通過探測局域態密度來識別是否存在拓撲邊界態。然而，拓撲局域態密度的探測仍然是一個(ge) 難點問題，尤其是在周期性驅動非平衡拓撲體(ti) 係中。

(1-4) 原理示意圖:動力學探測平衡和非平衡拓撲局域態密度。

(5-14)應用示例：非平衡拓撲局域態密度識別能譜上無法區分的平庸和非平庸高階拓撲物態。

研究團隊首次發現手征性量子動力學與(yu) Loschmidt回波存在一個(ge) 簡潔而優(you) 美的物理聯係，即t時刻Loschmidt幅度等於(yu) t/2時刻手征性中心。利用此物理聯係，研究團隊進一步發現，手征性量子動力學可以直接探測拓撲局域態密度。該方法功能強大，可以同時揭示拓撲邊界態的能譜和空間分布拓撲特性。該方法也具有普適性，不僅(jin) 可用於(yu) 靜態平衡拓撲體(ti) 係，也適用於(yu) 周期性驅動非平衡拓撲體(ti) 係。研究團隊證明，非平衡拓撲局域態密度可直接探測和揭示非平衡拓撲物態獨有的拓撲特性，包括周期性拓撲準能譜和拓撲模式，為(wei) 非平衡拓撲探測提供了新手段。

該研究得到科技部重點研發計劃、國家自然科學基金、山西省“1331”工程重點學科建設基金、量子光學與(yu) 光量子器件國家重點實驗室以及省部共建極端光學協同創新中心的支持。

原標題：激光光譜研究所在拓撲物態領域取得重要進展