研究团队在规范场诱导的非厄米螺旋趋肤效应方面取得重要进展 Chin. Phys. Lett. 43, 040704 (2026)
Observation of Gauge Field-Induced Non-Hermitian Helical Skin Effects
韩宇宏, 李一, 张佳辉, 寇杨, 肖连团, 贾锁堂, 李林虎, 梅锋
论文亮点
HIGHLIGHT
本文发现规范场与互易耗散耦合之间的协同作用能够产生有效的非互易性，从而诱导出自旋与趋肤方向锁定的螺旋趋肤效应。通过调节规范场的相位，可以灵活控制螺旋趋肤效应的方向与强度，并进一步诱发二阶及混合阶螺旋趋肤效应的非厄米拓扑相变。本工作揭示了一种实现非厄米趋肤效应的新型物理机制，阐明了人工规范场在非厄米物理研究中的重要作用。
图文摘要
规范场诱导非厄米螺旋趋肤效应（HSE）示意图。在互易耦合且无增益与损耗的非厄米系统中，通常不出现趋肤效应。本文发现引入规范场后可诱导出非厄米螺旋趋肤效应。
研究背景
内容简介
近日，山西大学光量子技术与器件全国重点实验室贾锁堂教授、梅锋教授、粤港澳大湾区量子科学中心李林虎研究员等提出人工规范场可以在互易耗散耦合体系中诱导出新型非厄米螺旋趋肤效应。当规范场为零（θ=0）时，体系呈现为互易特性，仅支持局域化的自旋边缘态以及延展的体态，不存在趋肤效应。随着规范场打开（θ>0），体系非平庸地呈现自旋依赖的非互易特性，自旋向上与自旋向下的体态和边界态分别向体系相反的边界或角累积，从而形成混合阶螺旋趋肤效应。当θ=π 时，发生非厄米拓扑相变，边缘态向体系角塌缩，而体态则在体内保持延展，最终形成二阶螺旋趋肤效应。进一步地，反转规范场相位的正负号可以实现螺旋趋肤效应传播方向的翻转。
总结与展望
本研究揭示了人工规范场在非厄米体系中的新型作用机制，提出并实现了无需依赖传统非互易耦合或增益–损耗机制的螺旋趋肤效应。该工作不仅阐明了规范场相位在调控趋肤方向与强度中的关键作用，也为理解非厄米系统中自旋、拓扑与规范场之间的内在关联提供了理论框架。当前机制可进一步拓展至非阿贝尔规范场体系，有望实现更丰富的自旋轨道耦合诱导的非厄米趋肤效应，为非厄米拓扑物理在新型波操控、传感及信息处理提供新手段。
