Ett modifierat Haldane-gitter uppvisar det spännande fenomenet antikirala kanttillstånd som fortplantar sig i samma riktning på motsatta kanter och samexisterar med bulktillstånd. Med hjälp av en elektrisk krets, forskare har framgångsrikt visat antikirala kanttillstånd. Genom att mäta spänningsfördelningar i kretsen, nyckeldragen i de antikirala kanttillstånden har verifierats experimentellt för första gången, inklusive deras grupphastigheter och förmåga att fortplanta sig konsekvent i en Möbius-remskonfiguration.

Ursprungligen formulerad i samband med den kondenserade materiens fysik, Haldane-modellen är en inflytelserik modell av en tvådimensionell topologisk isolator. Det har också realiserats i klassisk-vågsmetamaterialanaloger av topologisk isolator, såsom fotoniska kristaller, akustiska kristaller, och elektriska LC-kretsar.

Nyligen, teoretiker har visat att en modifiering av Haldane-modellen uppvisar det nya fenomenet antikirala kantsatser, enligt E. Colomés och M. Franz, forskare vid Institutionen för fysik och astronomi och Quantum Matter Institute, University of British Columbia. Till skillnad från de chirala kanttillstånden som är förknippade med standard Haldane-modellen, antikirala kanttillstånd har samma utbredningsriktning på motsatta kanter av ett prov; strömmen som bärs av kanttillstånden kompenseras av mot-propagerande bulktillstånd. Dock, den modifierade Haldane-modellen har hittills aldrig realiserats i någon experimentell miljö. I kondenserad materia, det är extremt utmanande att uppnå eftersom det kräver en ovanlig konfiguration av magnetiska vektorpotentialer inom varje kristallin enhetscell.

En artikel medförfattad av Profs. ZhiHong Hang och Yidong Chong, från Soochow University och Nanyang Technological University, respektive, gav den första experimentella realiseringen av en modifierad Haldane-modell, bestående av elektriska kretsgitter. Denna studie med titeln "Observation av antikirala kanttillstånd i ett kretsgitter, " publicerades i Vetenskap Kina Fysik, Mekanik och astronomi . Dessa forskare ger direkta experimentella bevis för att kretsgittret uppvisar kanttillstånd, och att deras förökning är antikiral. Deras experimentella resultat överensstämmer inte bara med teorin, men också med numeriska kretssimuleringar. "Det öppnar dörren för ytterligare experimentella undersökningar av egenskaperna hos antikirala kanttillstånd i ett verkligt fysiskt system, ", sa forskarna.

"Detta arbete visar flexibiliteten hos elektriska kretsgitter som en experimentell plattform för att realisera gittermodeller med effektiva magnetiska vektorpotentialer, " förklarade de. Tidigare forskare hade visat hur man använder kretsar för att implementera en mycket väl studerad topologisk fas (Chern-isolatorn, dvs den enklaste tvådimensionella topologiska isolatorn), medan de i sin studie implementerade en mycket ny och icke-trivial modell (den modifierade Haldane-modellen).

Dessa experiment pekar också på den spännande möjligheten att använda kretsgitter för att utforska modeller med Möbius-remsgeometrier och andra exotiska konfigurationer, vilket kan vara en rik väg för framtida forskning.