量子物理学：トポロジカルモードの非エルミートモーフィング

トポロジカルモード（TM）は、ずっと大きなトポロジカル格子の欠陥や境界に局在していることが多い。非エルミートバンド理論の最近の研究によって、バルク状態を表皮モードとして境界に収縮させる非エルミート表皮効果（NHSE）が明らかになっている。今回我々は、NHSEを調べ、TMの波動関数を境界から非局在化することによって波動関数の整形を行った。非エルミートパラメーターの臨界値では、ギャップ内のTMはバルク格子全体に完全に広がることさえあり、「連続準位の外側に広がったモード」を形成する。こうした広がったモードは、バルクバンドのトポロジーによってまだ保護されており、局所的な乱れに対してロバストになっていた。TM波動関数のモーフィングは、一次元トポロジカル格子や二次元トポロジカル格子だけでなく、より高次のトポロジカル格子においても能動的な機械格子で実験的に実現された。さらに、非エルミート性の分布を適切に操作することによって、TMをさまざまな形状に変形できた。今回の知見は、TMやNHSEに関する現在の理解を広げ深めるだけでなく、トポロジーの応用に新たな地平を開く。

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