近日，华东师范大学量子科学与精密测量研究院与福耀科技大学文理学院合作，在物理学权威期刊《物理学进展》（Advances in Physics）上发表题为《Parity-time symmetry with coherent atomic gases: a concise review on recent progress》的综述论文。华东师范大学量子科学与精密测量研究院的杭超教授为第一作者，福耀科技大学文理学院的黄国翔教授为通讯作者。

在标准量子力学中, 描述物理系统的哈密顿量通常是厄米的，以保证系统具有实能谱、正交完备的本征态以及系统演化的幺正性。 近些年来, 研究发现具有宇称-时间（parity-time, PT）对称特性的非厄米哈密顿量在PT对称相也具有实能谱，并且在PT对称相和PT对称破缺相之间存在一个新奇的非厄米奇异点。此外，人们还发现具有PT反对称性的非厄米哈密顿量也有类似性质。这些特性是厄米系统所不具有的，引起了极大的研究兴趣。随着研究深入，人们在不同物理系统中实现了PT对称或PT反对称非厄米哈密顿量，并演示了新奇的非厄米非线性和量子现象，这些研究不仅加深了对基本量子物理规律的理解，也促进了相关应用技术的突破。

在这篇综述论文中，研究团队总结了利用相干原子气体（激光与原子近共振相互作用系统）实现PT对称和PT反对称非厄米哈密顿量的独特优势，即相干原子气体具备天然的光学增益和损耗机制，具有良好的可操控性以及增强的光学非线性。此外，PT对称（PT反对称）相干原子气体具有很好的扩展性，是用来模拟高维和多体非厄米物理现象的理想物理平台。

研究团队回顾了近年来PT对称（PT反对称）非厄米哈密顿量在相干原子气体中的研究进展，主要包括：（1）PT对称里德堡原子气体中的非局域非线性和多体效应研究；（2）PT反对称原子气体中的量子效应研究；（3）PT对称原子气体中的奇异点及其在超灵敏测量应用方面的研究；（4）PT对称原子气体中的非厄米趋肤效应研究。此外，研究团队还对未来可能在PT对称（PT反对称）原子气体中开展的研究，例如非厄米拓扑效应等，进行了展望。

该综述论文所展示的成果不仅有助于加深对非厄米量子力学、非厄米非线性光学、非厄米多体物理等新兴领域的理解，还将促使一系列新应用新技术的产生。由于PT对称（PT反对称）相干原子气体及其相关非厄米物理现象的研究正在经历快速、变革性的发展，预计在这一物理平台上，新的实验结果和研究方向将继续涌现。

原文链接：https://doi.org/10.1080/00018732.2025.2610595