中国科学技术大学自旋磁共振实验室杜江峰、荣星等人在非厄米物理实验研究领域取得重大突破，首次观测到非厄米非阿贝尔拓扑转变和狄拉克奇异点，这两项成果分别发表于《自然·纳米技术》与《物理评论快报》，后者被选为“编辑推荐”文章，为多能级体系非厄米物理研究奠定基础，有望推动相关领域应用。
非厄米物理实验研究背景与前期基础
非厄米体系存在一系列独特新奇物理现象，在量子控制、拓扑物理等方面具备广泛深远研究价值。近期研究表明，多能级非厄米系统可产生丰富非阿贝尔拓扑现象及多种奇异点，蕴含奇异点相互作用物理机制，是众多应用基础。然而，因多能级非厄米系统量子态操控极具挑战性，许多重要非阿贝尔物理现象和新型奇异点尚未被实验观测。研究组近年来基于单自旋体系开展系列非厄米物理实验研究，发展实现非厄米哈密顿量普适方法，观测到二能级非厄米系统手性模式转换现象，实现三阶奇异线观测，为此次两项成果提供必要基础。
非厄米非阿贝尔拓扑转变的首次实验观测
研究组与中国科学院物理研究所胡海平研究员合作，研究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实验观测。实验表明，不同类型奇异点相互作用导致非阿贝尔拓扑转变，拓扑转变前后体系能谱拓扑结构变化，拓扑荷不变，但能谱编织这一非阿贝尔拓扑不变量改变，该过程无法由拓扑荷表征，能谱编织可完备刻画。此外，研究组还观测到拓扑转变后，一对带相反拓扑荷的二阶奇异点融合时未湮灭，而是产生一个三阶奇异点，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。
新型奇异点狄拉克奇异点的首次发现
研究组首次实验观测到新型奇异点————狄拉克奇异点。该奇异点附近本征值为纯实数，随参数变化满足线性色散关系，与传统奇异点的根号色散规律不同。实验还展示了狄拉克奇异点处本征态简并，表明其并非厄米简并点。该奇异点附近本征值纯实数的特性，为非厄米系统实现绝热演化及避免虚数本征值引入的耗散提供可能，该成果获PHYS.ORG网站专文评述。
高品质金刚石合成与制备的关键支持
上述研究的顺利开展与团队王亚教授多年在高品质金刚石合成与制备的研究紧密相关。王亚课题组成功制备碳 - 12同位素丰度高达99.999%的金刚石样品，有效抑制制约单电子自旋量子相干时间的核自旋热库噪声，为实验成功提供必要条件。
研究成果的署名与资助情况
第一项工作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。研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和安徽省的资助。
