(a) Foto del circuito elettrico negli esperimenti. (b) Gli stati di bordo antichiral misurati. (C), (d) Una configurazione a nastro di Möbius costituita da un circuito elettrico e dalla propagazione di stati limite antichi negli esperimenti, rispettivamente. Credito:@Science China Press
Un reticolo Haldane modificato mostra l'intrigante fenomeno degli stati di bordo antichiral che si propagano nella stessa direzione su bordi opposti e coesistono con stati di massa. Utilizzando un circuito elettrico, i ricercatori hanno dimostrato con successo gli stati limite antichirali. Misurando le distribuzioni di tensione nel circuito, le caratteristiche chiave degli stati limite antichirali sono state verificate sperimentalmente per la prima volta, comprese le loro velocità di gruppo e la capacità di propagarsi in modo coerente in una configurazione a nastro di Möbius.
Originariamente formulato nel contesto della fisica della materia condensata, il modello Haldane è un modello influente di un isolante topologico bidimensionale. È stato anche realizzato in analoghi metamateriali a onde classiche di isolante topologico, come i cristalli fotonici, cristalli acustici, e circuiti elettrici LC.
Recentemente, i teorici hanno dimostrato che una modifica al modello Haldane mostra il nuovo fenomeno degli stati di bordo antichiral, secondo E. Colomés e M. Franz, studiosi presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia e Quantum Matter Institute, Università della Columbia Britannica. A differenza degli stati di bordo chirali associati al modello Haldane standard, gli stati di bordo antichiral possiedono la stessa direzione di propagazione sui bordi opposti di un campione; la corrente trasportata dagli stati edge è compensata da stati bulk contropropaganti. Però, il modello Haldane modificato finora non è mai stato realizzato in nessun contesto sperimentale. In materia condensata, è estremamente difficile da raggiungere poiché richiede una configurazione insolita di potenziali vettori magnetici all'interno di ciascuna cella unitaria cristallina.
Un articolo coautore dei Proff. ZhiHong Hang e Yidong Chong, dalla Soochow University e dalla Nanyang Technological University, rispettivamente, fornito la prima realizzazione sperimentale di un modello Haldane modificato, costituito da reticoli di circuiti elettrici. Questo studio intitolato "Osservazione di stati di bordo antichiral in un reticolo di circuiti, " è stato pubblicato in Scienza Cina Fisica, Meccanica e Astronomia . Questi ricercatori forniscono prove sperimentali dirette che il reticolo del circuito mostra stati di bordo, e che la loro propagazione è antichiral. I loro risultati sperimentali sono in buon accordo non solo con la teoria, ma anche con simulazioni di circuiti numerici. "Apre la porta a ulteriori esplorazioni sperimentali delle proprietà degli stati limite antichirali in un sistema fisico reale, " hanno affermato i ricercatori.
"Questo lavoro dimostra la flessibilità dei reticoli dei circuiti elettrici come piattaforma sperimentale per realizzare modelli reticolari con potenziali vettori magnetici efficaci, " hanno spiegato. Ricercatori precedenti avevano mostrato come utilizzare i circuiti per implementare una fase topologica molto ben studiata (l'isolatore di Chern, cioè il più semplice isolante topologico bidimensionale), mentre nel loro studio hanno implementato un modello molto nuovo e non banale (il modello Haldane modificato).
Questi esperimenti indicano anche l'intrigante possibilità di utilizzare reticoli circuitali per esplorare modelli con geometrie a strisce di Möbius e altre configurazioni esotiche, che può essere una ricca strada per la ricerca futura.