Science: 传热中的反宇称-时间对称_来源：知社学术圈非厄密（non-Hermitia

来源：知社学术圈

非厄密（non-Hermitian）物理在对与环境间存在能量交换的开放系统的研究中取得了丰富的进展。具有宇称-时间（parity-time）对称或反宇称-时间（anti-parity-time）对称的电磁波和声波展现了一系列新奇现象。然而，此前对这类对称性的认识都根深蒂固地局限在波物理领域中，没有意识到可能存在其他的物理框架。2019年4月，新加坡国立大学 C。-W。 Qiu组、华中科技大学祝雪丰组、斯坦福大学Shanhui Fan组在Science 上发表了题为 “Anti–parity-time symmetry in diffusive systems” 的论文，成功在波动系统外预言并观测到了传热中的反宇称-时间对称，展现了一个全新的非厄密物理研究平台。

现实的物理系统一般或多或少都存在与环境间的能量交换，其中最常见的形式就是热耗散。在很多情况下，尽管这类过程的效应不可忽略，但严格构建其物理模型相当于把环境也完整包括在系统中，这既缺乏可行性也不必要。量子力学中一个简单有效的处理方法是把环境的影响归纳为系统哈密顿量中的参数。由此得到的等效哈密顿量不再具备传统要求的厄密性，因此对应的本征值也往往并非实数。粗略地说，这类非厄密哈密顿本征值中的虚部对应着系统本征态的衰减率。上世纪末的一个重要发现是当一个非厄密哈密顿量在宇称算符（P： parity inversion）和时间反演算符（T： time reversal）的联合操作下保持不变时，其本征值可以为纯实数。这意味着系统尽管与环境交换能量，但其本征态演化依然类似于一个理想封闭系统，不随时间衰减或增强，此时本征态受与哈密顿量相同的宇称-时间（PT）对称性保护。