本报讯  中国科大自旋磁共振实验室杜江峰、荣星等人基于单自旋体系开展非厄米物理实验研究，首次观测到非厄米非阿贝尔拓扑转变和一种新型奇异点——狄拉克奇异点，这两项研究成果分别发表在《自然·纳米技术》和《物理评论快报》上，其中后者被选为“编辑推荐”文章。

第一项成果基于研究组与中国科学院物理研究所胡海平研究员合作，研究了非厄米非阿贝尔拓扑转变现象，并在单自旋体系中首次实现了实验观测。实验结果表明，不同类型的奇异点之间的相互作用会导致非阿贝尔拓扑转变。在拓扑转变发生前后，体系的能谱拓扑结构发生了变化。此时通常刻画体系拓扑性质的不变量——拓扑荷，没有发生变化；一种非阿贝尔的拓扑不变量——能谱编织，发生了改变。所以这种拓扑转变无法由服从阿贝尔规律的拓扑荷来表征，而非阿贝尔的编织不变量则可以完备的刻画该过程。此外，研究组还观测到一种新奇的现象，在拓扑转变发生后，一对带有相反拓扑荷的二阶奇异点，在融合时没有湮灭，而是产生了一个三阶奇异点。实验结果展示了非阿贝尔拓扑转变对系统能谱结构和奇异点性质的重要影响。

第二项成果为首次实验观测到一类新型奇异点——狄拉克奇异点。这一类型的奇异点附近本征值为纯实数，且随参数变化满足线性色散关系，这与传统奇异点附近的根号色散规律截然不同。实验结果还展示了狄拉克奇异点处本征态的简并，这表明该奇异点并非厄米简并点。值得一提的是，该奇异点附近本征值纯实数的特性，为在非厄米系统实现绝热演化以及避免虚数本征值引入的耗散提供了可能。

这两项工作为在多能级体系开展非厄米物理研究奠定了基础。一方面为研究非厄米系统中的新奇拓扑物理现象提供了支持，另一方面也使得在未来有望通过调控非厄米系统的能谱构型，推动在量子控制、非互异性传输等方面的应用。

第一项工作的共同一作为王云汉博士研究生和伍旸博士，通讯作者为胡海平研究员、荣星教授和杜江峰院士。第二项工作的共同一作为伍旸、朱东方昊和王云汉，通讯作者为荣星教授和杜江峰院士。

（物理学院 中国科学院量子信息与量子科技创新研究院 科研部）