最近，理工學院和光電材料與技術國家重點實驗室李朝紅教授研究組，在周期調制的非厄米哈密頓系統的PT對稱性方面的理論研究中取得了重要進展。
對稱性，在自然界中無處不在，其本質是萬物變化中的不變。物理中的對稱性是指一個系統在特定變換下所呈現的內在不變性。宇稱-時間對稱性（PT對稱性），即空間反射和時間反演下的不變性，是物理中的一個非常重要的基本概念。為了保證可觀測量為實數和幾率守恒，傳統量子力學要求哈密頓量具有厄米性，非厄米的哈密頓量一般不能保證幾率守恒。最近，人們發現具有PT對稱性的非厄米哈密頓量在特定條件下也可保持幾率守恒和具有實本征譜。盡管基于非厄米PT對稱算符的量子力學還沒有定論，然而，具有復折射率的光學材料已經被廣泛用于探究非厄米哈密頓系統的PT對稱性。
現有的研究表明具有實數本征譜和保持幾率守恒的非厄米哈密頓量都具有PT對稱性。那么，不具有PT對稱性的非厄米哈密頓量是否可以具有實本征譜和保持幾率守恒？我們是否可以有效地調控特定體系的PT對稱性？眾所周知，周期調制技術被廣泛地用于調節量子輸運和量子隧穿，快速調制的系統可以被映射成參數重新標度的無調制系統。對光學波導體系而言，光的傳播可以通過用折射率周期變化的材料進行調制，因為麥克斯韋方程與薛定諤方程的等價性，周期調制的光學波導體系等同于周期調制的量子系統。那么，我們是否可以用周期調制來操控PT對稱性，使原來不具有PT對稱性的系統可以映射成具有PT對稱性的等效無調制系統？
李朝紅教授研究組建議應用周期調制去操控PT對稱性，并且使原來不具有PT對稱性的系統可以映射成具有PT對稱性的等效無調制系統，引入了贗PT對稱性這一新概念。他們發現，無論被調制體系的哈密頓量是否具有PT對稱性，相應的等效無調制體系均可能表現出PT對稱性。特別是，對非PT對稱哈密頓量所描述的體系而言，雖然快速調制下的等效無調制系統可具有PT對稱性，但是相應的原體系并不具有真正的實本征譜而是具有虛部很小的準實本征譜，這種PT對稱性被他們命名為贗PT對稱性。除了發現非PT對稱哈密頓系統中的贗PT對稱性外，他們的研究為觀測自發PT對稱性破缺提供了新的途徑，并揭示了高頻Floquet分析方法在抓住主要物理圖像的同時有可能會抹去原體系的一些重要的物理特性。由于非厄米哈密頓量被廣泛地用于描述開放量子體系，李朝紅教授研究組的上述研究為開放量子體系的操控提供了一種新的途徑，將有可能推動開放量子體系的相關研究。
本研究得到科技部973 計劃課題、國家自然科學基金和教育部博士點基金等項目的資助。相關研究結果被國際著名學術期刊《物理評論快報》接受發表為[Phys. Rev. Lett. 110, 243902 (2013) ] ，李朝紅教授為論文唯一通訊作者，羅小兵（訪問學者）和黃嘉豪（博士生）為論文共同第一作者，中山大學為論文第一署名單位。
