物理學家利用空間反射和時間反轉對稱性對量子材料實現了更好控制

來自埃克塞特和特隆赫姆的物理學家開發了一種理論，它描述瞭如何利用空間反射和時間逆轉對稱性從而可以更好地控制量子材料內的傳輸和相關關係。據悉，來自英國埃克塞特大學和挪威科技大學（位於挪威特隆赫姆）的兩位理論物理學家建立了一個量子理論。

該理論描述了滿足空間反射和時間逆轉對稱性的量子諧振器鏈。他們展示了這種鏈的不同量子階段是如何跟顯著的現象聯絡在一起的，而這可能對未來依賴強關聯的量子裝置的設計非常有用。

物理學中一個常見的區別是開放系統和封閉系統的區別。封閉系統是跟任何外部環境隔離的，這樣能量是能達到守恆，因為它無處可逃。而開放系統則跟外部世界相連，透過跟環境的交換它們會受到能量增益和能量損失的影響。實際上，還有一個重要的第三種情況：當流入和流出系統的能量達到微妙的平衡時，就會出現一種介於開放和封閉之間的情況。當該系統服從空間和時間的綜合對稱性時，這種平衡就會出現。

Downing和Saroka在他們的最新研究中討論了滿足空間反射和時間逆轉對稱的量子鏈諧振器的階段。據悉，當中主要有兩個讓他們感興趣的階段--一個瑣碎的階段（伴隨著直觀的物理學）、一個非瑣碎的階段（標誌著驚人的物理學）。這兩個階段之間的邊界由一個例外點標記。研究人員發現了具有任意數量諧振器的鏈條的這些例外點的位置，這為遵守這些對稱性的量子系統的擴充套件提供了洞察力。重要的是，非線性階段允許非常規的傳輸效應和強量子關聯，這可能會被用來控制光在奈米長度尺度的行為和傳播。

這項理論研究可能有助於在低維量子材料中生成、操縱和控制光，以期建立以光為基礎的裝置。該裝置將利用光子（光的粒子）作為工作母機，其尺寸約為十億分之一米。

埃克塞特大學的Charles Downing評論稱：“我們在開放式量子系統中的奇偶性-時間對稱性方面的工作進一步強調了對稱性是如何支撐我們對物理世界的理解的以及我們如何從中受益。”

來自挪威科技大學的Vasil Saroka補充稱：“我們希望我們關於奇偶性-時間對稱性的理論工作能夠激發在這一令人興奮的物理學領域的進一步實驗研究。”