利用空间反射和时间反转对称性对量子材料更好控制

来自埃克塞特和特隆赫姆的物理学家开发了一种理论，它描述了如何利用空间反射和时间逆转对称性从而可以更好地控制量子材料内的传输和相关关系。据悉，来自英国埃克塞特大学和挪威科技大学（位于挪威特隆赫姆）的两位理论物理学家建立了一个量子理论。

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该理论描述了满足空间反射和时间逆转对称性的量子谐振器链。他们展示了这种链的不同量子阶段是如何跟显著的现象联系在一起的，而这可能对未来依赖强关联的量子设备的设计非常有用。

物理学中一个常见的区别是开放系统和封闭系统的区别。封闭系统是跟任何外部环境隔离的，这样能量是能达到守恒，因为它无处可逃。而开放系统则跟外部世界相连，通过跟环境的交换它们会受到能量增益和能量损失的影响。实际上，还有一个重要的第三种情况：当流入和流出系统的能量达到微妙的平衡时，就会出现一种介于开放和封闭之间的情况。当该系统服从空间和时间的综合对称性时，这种平衡就会出现。

Downing和Saroka在他们的最新研究中讨论了满足空间反射和时间逆转对称的量子链谐振器的阶段。据悉，当中主要有两个让他们感兴趣的阶段--一个琐碎的阶段（伴随着直观的物理学）、一个非琐碎的阶段（标志着惊人的物理学）。这两个阶段之间的边界由一个例外点标记。研究人员发现了具有任意数量谐振器的链条的这些例外点的位置，这为遵守这些对称性的量子系统的扩展提供了洞察力。重要的是，非线性阶段允许非常规的传输效应和强量子关联，这可能会被用来控制光在纳米长度尺度的行为和传播。

这项理论研究可能有助于在低维量子材料中生成、操纵和控制光，以期建立以光为基础的设备。该设备将利用光子（光的粒子）作为工作母机，其尺寸约为十亿分之一米。

埃克塞特大学的Charles Downing评论称：“我们在开放式量子系统中的奇偶性-时间对称性方面的工作进一步强调了对称性是如何支撑我们对物理世界的理解的以及我们如何从中受益。”

来自挪威科技大学的Vasil Saroka补充称：“我们希望我们关于奇偶性-时间对称性的理论工作能够激发在这一令人兴奋的物理学领域的进一步实验研究。”

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