报告题目：电磁超材料中的高维拓扑物理
时间：2024年11月21日 星期四 晚19:30
地点：东南大学九龙湖校区信息大楼1234会议室
摘要：
超材料是一种人工设计的电磁材料，通过精确控制其结构，可以实现多种电磁响应。在三维空间中，超材料可以支持拓扑绝缘体、Weyl半金属和Dirac半金属等各种拓扑物理现象[1]。引入合成维度后，超材料在更高维空间中能够展现出更加奇特和丰富的拓扑特性。例如，在五维空间中，超材料可以实现相互缠绕的Weyl表面和非平凡的Weyl弧[2]，以及在规范场作用下高阶的手性朗道零模式和高简并度的朗道能级[3]。通过精心设计高维动量空间中的拓扑结构，这些特殊的拓扑特性可以在实验可及的三维空间中表现出多样的物理响应。进一步考虑到不同维度之间拓扑行为的关联，合成空间中的高阶陈数在实际低维系统中可以引发新的拓扑响应。这种关联不仅限于陈数，还可能催生出新的物理现象，如高阶拓扑绝缘体。这些高维拓扑态在光子学、电子学和声子学等领域中为功能性和性能的提升开辟了新途径，为下一代材料和器件的设计提供了全新的视角和可能性。
图1. (a) 五维合成空间中相互缠绕的Weyl表面的示意图。(b) Yang单极子和Weyl表面系统中高阶拓扑保护的一维 Weyl弧。(c)规范场中的Yang单极子的示意图。
参考文献：
[1] S. Ma, B. Yang, S. Zhang, Photonics Insights 1, R02 (2022).
[2] S. Ma, Y. Bi, Q. Guo, B. Yang, O. You, J. Feng, H. Sun, S. Zhang, Science 373,572-576 (2021).
[3] S. Ma, H. Jia, Y. Bi, S. Ning, F. Guan, H. Liu, C. Wang, S. Zhang, Physical Review Letters 130, 243801 (2023)
报告人简介：
马少杰，2017年获复旦大学理论物理博士学位，曾在英国伯明翰大学和香港大学从事博士后研究工作。2022年11月加入复旦大学，任青年研究员、博士生导师，并获得海外优青资助和上海市领军人才等项目支持。长期致力于电磁超构材料和拓扑光子学的研究，特别是在高维高阶拓扑系统、Moiré结构以及电磁超表面调控方面取得了一系列创新成果。截至目前，在Science、PRL等国际高影响力期刊上发表学术论文43篇，总引用次数超过3000次，H指数为26（谷歌学术统计）。学术成果得到了国际同行的广泛认可，担任Nature、Nature Physics等顶级杂志审稿人，担任PIERS等国际学术会议的分会组织者，Photonics Insight杂志青年编委等。
