今天，北京理工大学物理学院途翠翠教讲课题组和香港大学张霜教员配合，构造了人为磁场和人为电场的协同效用，实行了将差异频率的朗道形式局域到差异空间位子，并将该物理气象定名为“朗道彩虹”（Landau Rainbow），为多频率宽带音信解决供应了新思绪。闭联研商效率以“Landau Rainbow Induced by Artificial Gauge Fields”为题宣布正在物理学顶级期刊《Physical Review Letters》上。
表率场正在固结态物理、光学、声学和冷原子等编造中对研商粒子的杂乱行动拥有紧张意思。带电体正在必定条目标表磁场中会受到洛伦兹力，其量子化的能量为一系列朗道能级。朗道能级与量子霍尔效应的量子化电阻平台相对应，朗道能级填凑数目对应于编造的拓扑稳定量，这也是拓扑规模研商的基石。然而，差异于带电体例，光子对表部的确磁场险些没有反响，于是构修“赝磁场”（也被称为人为表率场）成为实行光学体例朗道能级的紧张措施。近年来，奈何构修不带电体例的赝磁场惹起了研商者的极大笑趣，通过对石墨烯施加应力、构修渐变的超构质料或晶格变形的光波导等组织，多种不带电体例的朗道能级逐步被实行。为此，该规模的研商聚焦正在不带电体例的朗道能级的实行上。然而，赝磁场面诱导的朗道能级是一系列近似平带的能带，特别是零能模，其高度简并性导致形式难以分别，物理上缺乏有用的伎俩物色朗道形式的复用。
正在本使命中，北京理工大学物理学院途翠翠教讲课题组和香港大学张霜教员配合，提出同时引入赝磁场(PMF)和赝电场(PEF)，此中赝磁场的引入用于发作一系列朗道能级，而赝电场的引入用于粉碎朗道能级的简并性，正在这两种人为表率场的协同效用下，统一朗道能级上的差异频率的朗道形式正在空间上阔别到差异的位子，映现出特殊的好像彩虹囚禁的效益，他们将呈现的这种物理气象定名为“朗道彩虹”。如图1所示。
图1. (a, b)赝磁场和赝电场协同效用下诱导的朗道彩虹气象示企图,差异频率的朗道零模被分隔并局域到差异的空间位子。
为了验证提出的物理念法，他们构修了易于造备的光子晶体组织。通过安排沿y倾向单轴从容形变的光子晶体，也许正在动量空间中惹起狄拉克点的挪动，等价于正在z倾向引入了一个赝磁场。与此同时，通过令介质柱面积沿x倾向从容渐变，也许调度狄拉克点的频率，光子的频率即体例的能量，于是通过构造能量随空间位子的渐变告捷正在编造中引入了沿x倾向的赝电场。如图2所示。
测验中，他们造备了介质光子晶体，并诈欺微波波段的近场探测编造表征了样品轮廓差异频率的电场模的散布，差异频率的朗道零模清楚地局域正在差异位子。测验衡量结果与仿真筹算结果一律，进一步验证了两种人为表率场协同效用下朗道彩虹气象的物理机造，而孤单的赝磁场或赝电场都不行发作朗道彩虹。如图3所示。朗道能级拥有高度简并性，形式数目足够；朗道彩虹器件拥有宽带性和可扩展性等利益；而且得益于朗道能级的拓扑特色，朗道彩虹器件被付与鲁棒性，也许正在必定水准上抵当微扰和杂质对能带的影响，希望行使于多波长光音信解决器件，如拓扑慢光器件、拓扑分光器以及拓扑波分复用编造等。该工举动光子学中的人为表率场的研商供应了物理平台，为推进人为表率场物理正在宽带音信解决的行使供应了计谋。
北京理工大学物理学院途翠翠教员和香港大学张霜教员为论文的配合通信作家，北京理工大学物理学院赵闻博士、郑焱基博士和途翠翠教员为该论文的配合第一作家，清华大学刘永椿副教员和北京理工大学王志浩博士也对此使命做出了紧张奉献。该使命取得新基石科学基金、香港研商资帮局、国度天然科学基金、北京理工大学等的援手。
