能量守恒是物理学中的一个基本概念，可以用来解释从行星轨道到单个原子内部运作的任何事情。
能量可以转化为其他形式，但总体能量水平通常被认为是随时间变化的。因此，在试图描述一个系统时，物理学家通常会注意确保它与周围环境隔离。
然而，如果能量增益和损耗以有条不紊的方式分布，使它们在所有可能的情况下相互抵消，系统的动力学也可以是稳定的。这可以通过一种称为奇偶校验时间对称性的现象来保证。
系统的所有部件都经过精心布置，通过同时镜像和时间反转来交换光的增益和损耗，使系统看起来没有变化，就像向后播放并同时在镜子中反射的视频一样，但看起来与原始视频完全相同，也就是说，它是 PT 对称的。
PT对称不仅仅是一个学术概念;相反，它为更彻底地理解开放系统打开了大门。
罗斯托克大学的Alexander Szameit教授专门研究与PT对称性有关的有趣物理现象。激光可以在其定制的光子芯片中复制以周期性晶格结构排列的人造和天然材料的行为，这使它们成为测试各种物理理论的绝佳平台。
因此，Szameit教授及其同事成功地整合了拓扑学和PT对称性的思想。拓扑学是对即使在底层系统不断变形时仍保持不变的属性的研究。当一个系统具有这些品质时，它就会变得特别能抵抗外部影响。
Szameit的团队在实验中使用激光刻印的光子波导，这是一种由激光束蚀刻到材料中的光学结构。
在这些“光电路”中，实现了所谓的拓扑绝缘体。
到目前为止，人们认为开放系统和这种强大的边界状态从根本上是不相容的。来自罗斯托克、维尔茨堡和印第安纳波利斯的研究人员共同证明，通过随时间动态分配收益和损失来解决明显的悖论是可能的。
这些发现可能为开发用于传输声音、光甚至电的新型尖端电路铺平道路。这些发现也代表了对拓扑绝缘体和开放系统理解的重大进展。
这项研究由德国研究基金会资助，并得到阿尔弗雷德·克虏伯·冯·博伦和哈尔巴赫基金会的支持。
