奇点选择器:通过绕例外点的非阿贝尔环路实现拓扑手性

手性不仅仅是一种几何奇观;它支配着自然界中可观测的不对称现象,从对映体选择性药物、粒子物理中的左旋费米子,到外尔半金属中的手性电荷传输。该研究团队将这一普适概念拓展至非厄米系统,通过定义“拓扑手性”——一种在异常点(EP)对存在时必然出现的拓扑不变量。基于不可交换基本群及其辫群表示构建的拓扑手性,发挥着奇点选择器的作用:顺时针绕行EP的环路属于避开EP的同伦类,而逆时针镜像环路仅当穿越EP本身时才等价。该团队在光学微腔和非厄米拓扑能带中验证了这一二元法则。同样的双叶拓扑结构支配着自旋系统、光子晶体及光-物质混合结构中的EP对(这些体系已实现EP环绕实验),因此该框架可直接移植并证实其实验可行性。该工作为诠释环路敏感观测量(如谱涡旋度、复贝里相位和非阿贝尔和乐)奠定了理论基础。最后,通过平面粘合构造将该不变量推广至承载2m个EP的n叶曲面,实现了高阶EP对的统一描述。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2025-12-21 16:01

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