利用合成维度研究复杂、高维拓扑结构

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11904264
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2001.凝聚态物质结构、相变和晶格动力学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The dimension of a physical system is usually defined in terms of its geometrical dimension. Actually, with the synthetic dimension, the dimension of a system can even be larger than its geometrical dimension. Moreover, synthetic dimensions can also help to simplify the structure of experimental samples. Synthetic dimensions can be created by either forming a lattice or taking advantage of the parameter space. Compared with the geometrical dimension, synthetic dimensions can be easily controlled and utilized to form higher dimensional systems, say, a four-dimensional space. Thus, the synthetic dimension provides an ideal platform for studying fundamental higher dimensional physics and also leads to potential applications. The study of synthetic dimensions in wave functional material is a new frontier. So far, there have been only a few realizations of 2D/3D quantum Hall systems, and Weyl semimetal systems using the synthetic dimension. In this proposal, we will take advantage of the merits of synthetic dimensions and focus on complex, higher dimensional systems within wave functional materials. To be more specific, this proposal will firstly systemically compare various ways of creating synthetic dimensions, then combined with geometrical dimensions to construct complex higher dimensional topologies. After that, we will study the bulk-boundary correspondence in these systems and also the transport property of both the bulk and the boundary. Thereafter, we will try to find potential application scenario by taking advantage of the unique properties of the synthetic dimensions.
物理系统的维度通常是指系统的几何维度。实际上,通过引入合成维度,可以使物理系统的维度可以大于其几何维度。此外,引入合成维度还可以很大程度上简化样品结构。合成维度可以通过引入合成参数空间或形成晶格来构造。相比于几何维度空间,合成维度空间具有动态可控性,且可用于构造更高维空间。合成维度和几何维度的结合是研究基础高维度物理的理想平台,并有潜在的应用前景。现阶段合成维度在波功能材料中的研究才刚刚兴起,研究只实现了二维/三维量子霍尔效应、Weyl半金属这些相对简单的系统。本项目拟将聚焦于合成维度这个科研前沿,将合成维度在研究高维、复杂系统上的优势运用到电磁波功能材料的设计中。具体地,我们将系统地比较各种构造合成维度方法的优劣点,并选择合适的方法构造各种高维、复杂拓扑结构;我们也将研究这些系统的体与边界对应关系以及体和面的输运性质,并探索潜在应用。

结项摘要

物理系统的维度通常与系统的几何维度相同。合成维度空间具有动态可控性,且可用于构造更高维空间,因而合成维度和几何维度的结合是研究基础高维度物理的理想平台。在该项目中,我们系统地研究了合成维度,构造了各种高维复杂拓扑结构并研究了其输运特性。具体而言:1、我们在二维光子晶体中引入晶格平移,构造合成维度,实现了受拓扑保护的、本征频率随平移量变化的界面态,即拓扑彩虹光集中器。2、我们在LNOI芯片上设计了一维的四组元波导阵列,通过引入两个结构参数作为合成维度,再结合一维布洛赫动量维度,构造出了三维合成空间中的 Weyl 点。进一步,由于铌酸锂材料的二阶非线性效应不错,于是我们也在实验上观测到了拓扑界面态的二阶非线性增强。3、我们实现了各种高维、复杂拓扑结构,例如高阶奇异点,三维弱拓扑绝缘体中位错态,三维Dirac节线半金属等等。

项目成果

期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Higher-Order Dirac Sonic Crystals
高阶狄拉克声波晶体
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.127.146601
  • 发表时间:
    2021-09-28
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW LETTERS
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Qiu, Huahui;Xiao, Meng;Qiu, Chunyin
  • 通讯作者:
    Qiu, Chunyin
Non-Markovian effect on quantum optical metrology under a dissipative environment
耗散环境下量子光学计量的非马尔可夫效应
  • DOI:
    10.1103/physreva.101.022115
  • 发表时间:
    2020-02-26
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Bai, Kai;Luo, Hong-Gang;Xiao, Meng
  • 通讯作者:
    Xiao, Meng
Focus of ultrasonic underwater sound with 3D printed phononic crystal
利用 3D 打印声子晶体实现超声波水下声聚焦
  • DOI:
    10.1063/5.0058415
  • 发表时间:
    2021-08
  • 期刊:
    Applied Physics Letters
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Li Zhaoxi;Yang Shenghui;Wang Danfeng;Shan Han;Chen Dongdong;Fei Chunlong;Xiao Meng;Yang Yintang
  • 通讯作者:
    Yang Yintang
Nonlinearity-enabled higher-order exceptional singularities with ultra-enhanced signal-to-noise ratio.
非线性使高阶异常奇点具有超增强的信噪比
  • DOI:
    10.1093/nsr/nwac259
  • 发表时间:
    2023-07
  • 期刊:
    National science review
  • 影响因子:
    20.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Probing Rotated Weyl Physics on Nonlinear Lithium Niobate-on-Insulator Chips
探测非线性铌酸锂绝缘体芯片上的旋转外尔物理
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.127.013901
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Yan Zhi-Wei;Wang Qiang;Xiao Meng;Zhao Yu-Le;Zhu Shi-Ning;Liu Hui
  • 通讯作者:
    Liu Hui

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其他文献

主动脉夹层患者循环内皮祖细胞或许经由氧化应激机制加速细胞衰老
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    2023
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    赵伟
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    2015
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  • 通讯作者:
    陈万涛
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国动脉硬化杂志
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨德光;陈小芳;肖孟;潜学勤
  • 通讯作者:
    潜学勤

其他文献

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肖孟的其他基金

光学合成维度高阶拓扑Weyl半金属研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55 万元
  • 项目类别:
    面上项目
光学合成维度高阶拓扑Weyl半金属研究
  • 批准号:
    12274332
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    55.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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  • 批准号:
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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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