論文の概要: Exact Skin Critical Phase and Configurable Fractal Wavefunctions via Imaginary Gauge Phase Imprint in Non-Hermitian Lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.28153v1
• Date: Mon, 30 Mar 2026 08:18:38 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:45.30064
• Title: Exact Skin Critical Phase and Configurable Fractal Wavefunctions via Imaginary Gauge Phase Imprint in Non-Hermitian Lattices
• Title（参考訳）: 非エルミタン格子における特異な皮膚臨界位相とイマジナリーゲージ位相インプリントによる構成可能なフラクタル波動関数
• Authors: Ji-Long Dong, Shi-Liang Zhu, Dan-Wei Zhang,
• Abstract要約: 皮膚臨界位相(SCP)と呼ばれる1次元(および2次元)の正確な臨界波動関数を持つ新しい位相を示す。 全体的に均一な密度分布を持つ従来の臨界相とは異なり、SCPはマクロな多フラクタル分布によって特徴づけられる。 また,従来の臨界相における拡散挙動とは対照的に,SCPの弾道動態を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655014
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The generation of complex states like multifractal critical states has been an outstanding challenge in both classical and quantum physics. Here we propose a general framework, termed the imaginary gauge phase imprint, allowing to engineer rigorous wavefunctions in any-dimensional non-Hermitian lattices. Using this method, we uncover a novel phase with exact critical wavefunctions in one (and two) dimension, dubbed the skin critical phase (SCP). Unlike conventional critical phases with overall uniform density distributions and non-Hermitian skin effect with eigenstate accumulation at open boundaries, the SCP is marked by a macroscopically multifractal distribution with all critical eigenstates sharing an identical profile and always accumulating at specific bulk interfaces under periodic boundary condition, which become topology-dependent boundary or interface skin modes under open boundary condition. We also show the ballistic dynamics in the SCP, in contrast to the diffusive behaviour in conventional critical phases. Moreover, we validate our method by imprinting configurable wavefunctions in higher dimensions, including complex fractal states with Sierpinski-carpet and Koch-snowflake profiles in non-fractal lattices and Moire states in non-Moire lattices. Our work not only offers fresh insights into fractal phenomena and critical phases, but also provides a rigorous paradigm for wave manipulations in engineered non-Hermitian systems.
• Abstract（参考訳）: 多フラクタル臨界状態のような複雑な状態の生成は、古典物理学と量子物理学の両方において顕著な課題である。 ここでは、虚ゲージ位相インプリントと呼ばれる一般的なフレームワークを提案し、任意の次元の非エルミート格子における厳密な波動関数を工学することができる。 本手法を用いて,皮膚臨界位相 (SCP) と呼ばれる1次元および2次元の正確な臨界波動関数を持つ新しい位相を明らかにする。 全体均一密度分布と開放境界における固有状態蓄積を伴う非エルミート皮膚効果を持つ従来の臨界位相とは異なり、SCPは、同じプロファイルを共有する全ての臨界固有状態を持つマクロ多フラクタル分布を特徴とし、周期境界条件下では常に特定のバルク界面に蓄積し、トポロジー依存境界あるいは開境界条件下での界面スキンモードとなる。 また,従来の臨界相における拡散挙動とは対照的に,SCPの弾道動態を示す。 さらに,Sierpinski-carpet を用いた複素フラクタル状態や非フラクタル格子における Koch-snowflake プロファイル,非モアレ格子における Moire 状態など,高次元で構成可能な波動関数を印加することにより,本手法の有効性を検証した。 我々の研究はフラクタル現象や臨界相に関する新たな知見を提供するだけでなく、工学的な非エルミート系における波動操作のための厳密なパラダイムも提供する。

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