分数Thouless泵浦孤子:非线性本征值问题体边对应的独特表现
近期基础研究通过辅助本征值问题H^Ψ=ωS(ω)Ψ,确立了非线性本征值问题的体边对应关系,涵盖线性[T. Isobe等,Phys. Rev. Lett. 132, 126601 (2024)]与非线性[陈曦白、梁兆新,Phys. Rev. A. 111, 042201 (2025)]哈密顿量体系。这引发了一个根本性问题:相较于传统方法(H^Ψ=EΨ),本征值非线性性能否产生可观测的新物理现象?该研究团队首次揭示了这种对应关系中独特的非线性表现形式——孤子的分数阶Thouless泵浦效应。通过对具有次近邻耦合的扩展Rice-Mele模型进行非线性Thouless泵浦的系统研究,研究人员发现:尽管传统方法得出的拓扑不变量仍保持量子化,次近邻参数却能诱导出分数阶拓扑相。关键突破在于,这些分数相现象在辅助本征值框架下得到了合理解释,将非线性光谱特征直接与体边对应相关联。该工作揭示了非线性与次近邻耦合相互作用产生的新奇物理现象,为非线性区域拓扑绝缘体设计及量子边缘态调控提供了关键洞见。
