Science: 传热中的反宇称-时间对称( 二 )_来源：知社学术圈非厄密（non-Hermitia

近年来PT对称的概念在光子学等波物理领域获得了巨大的成功，研究者们在PT对称的光学、声学系统中实验观测到了激光、反激光、单向透明、高效无线传能等独特现象。这些系统的构造方法一般是基于一个封闭无衰减的厄密系统，再引入等量的损耗和增益（对应于正和负的衰减率，参见图1A中的蓝点）作为系统的非厄密成分。那么，如果把这一过程反过来，从本质上就是非厄密的系统出发，再引入厄密成分的话结果会怎样呢（图1A中的红点）？既然非厄密成分对应的是系统的耗散，那么本质非厄密的系统就应该满足其动力学演化为一个纯耗散过程。这就是我们熟悉的物质或热量的扩散过程。但尽管非厄密性本质上往往对应于能量耗散，此前却没有工作直接研究扩散系统的非厄密物理，用等效哈密顿量描述传热等扩散行为的尝试也近乎空白。本文首次运用非厄密物理的相关概念建立了耦合对流传热系统的模型，在其中构造并实验观测到了反宇称-时间（APT）对称及相关现象。

热传导是固体中的基本传热形式，满足扩散方程。如果用等效哈密顿量描述其温度场演化的话，可以发现其本征值是一个纯虚数，本征频率为零。热对流则是移动物质中的基本传热形式。根据常识，温度场往往跟随着移动的背景做整体移动（图1B左），因此我们才可以用风扇带走热量实现降温。通过分析这一过程对应的对流-扩散方程可以发现，这种整体移动的效应实际上给原本是纯耗散的系统演化引入了振荡效应或非零的特征频率。因此，对流传热系统天然就符合上述第二种研究非厄密物理的路径，其中的对流项和扩散项分别对应哈密顿量中的厄密和非厄密部分。基于这个新认识，PT对称相关的概念也可以找到实际的物理对应，只不过我们会发现在传热中哈密顿量在PT算符映射下会改变符号，也即满足APT对称。有趣的是，在APT传热系统中，温度场不但可能表现出常见的随背景移动效果，也能在移动背景中保持静止（图1B中），甚至反向于背景移动（图1B右）。