在納米尺度上操縱光的追求導致了對電子系統中觀察到的各種現象的探索。其中一個現象是朗道能級和手性邊緣態的形成，通常由電子系統中的磁場引起。最近，研究人員通過巧妙的方法 ，使用合成應變誘導偽磁場 ， 在光子晶體中觀察到朗道能級和手性邊緣態。

在電子系統中，磁場已知可以控制電子的行為，對電子氣施加磁場會極大地改變它們的能量景觀。電子被組織成離散的能級，稱為朗道能級。這種現象源于電子磁矩與磁場之間的相互作用。

這些離散的能態在凝聚態物理學中具有深遠的影響，導致了量子霍爾效應等現象，并有可能應用于超精確的電氣測量。此外，在這些系統的邊界，會出現與量子霍爾效應相關的手性邊緣態。

將這些概念轉換到光子學一直是一個誘人的前景，特別是對于芯片級納米光子系統，控制光的傳播和局域化對于從傳感到量子光-物質接口的應用至關重要。不幸的是，光子是無電荷的，不會直接與磁場相互作用，這帶來了一個挑戰。

在這項工作中，研究人員巧妙地繞過了這一限制，引入了偽磁場的概念。在這里，在這里，一個精心設計的應變模式被應用于光子晶格，而不是一個真正的磁場。這種工程應變模仿了磁場對光傳播的影響，有效地在光子晶體內部創建了“偽磁場”。這種方法類似于在石墨烯中觀察到的應變誘導效應，其中晶格的機械變形模仿了磁規范勢的作用。

通過應變操縱來應用偽磁場會產生令人著迷的結果。一個關鍵的觀察結果是在光子晶體的能帶結構中出現朗道能級。這些離散能級類似于在真實磁場下的電子系統中觀察到的能級，突出了偽磁場方法的有效性。

此外，研究人員還探索了在具有相反偽磁場的區域之間的界面誘導“手性邊緣態”的可能性。手性邊緣態是存在于某些拓撲材料邊界上的一維導電通道。這些邊緣態表現出獨特的特性，如單向傳播和對缺陷的免疫，使它們在各種光子應用中非常理想。

在光子晶體中觀察到的朗道能級和手性邊緣狀態為光控的新時代鋪平了道路。這打開了幾個令人興奮的可能性：

• 增強光-物質相互作用：朗道能級內的態密度可以促進光與物質之間的強相互作用，導致非線性光學和量子光-物質界面等領域的發展。

• 拓撲光子學：手性邊緣態為探索拓撲光子學提供了一個平臺，這是一個利用材料結構的固有特性以非常規方式操縱光的領域。這可能會導致新型光子器件的發展，以實現高效的光路由和操作。

• 芯片級光控：利用像光子晶體這樣的工程材料在芯片尺度上操縱光的能力，為具有前所未有功能的小型化和集成光子電路打開了大門。

盡管最初的觀察結果很有希望，但仍有一些挑戰。設計穩健且定義良好的偽磁場，同時盡量減少損耗至關重要。此外，實現可擴展性和與現有光子技術的集成對于實際應用是必要的。