非阿贝尔高阶拓扑相的耦合线构造

具有非交换代数特性的非阿贝尔拓扑荷(NATCs),为描述超越传统阿贝尔不变量的多能隙拓扑相提供了理论框架。虽然高阶拓扑相(HOTPs)会在棱角或铰链处产生边界态,但其表征主要依赖于绕数、陈数等阿贝尔不变量。该研究团队提出了一种构建非阿贝尔高阶拓扑相的耦合线方案,并以非阿贝尔二阶拓扑绝缘体作为最小模型进行分析。所得哈密顿量支持的杂化角态模式受到宇称-时间反演联合子晶格对称性的保护,并由一个融合了非阿贝尔四元数荷与阿贝尔绕数的拓扑矢量描述。仅当这两个不变量均非平凡时才会出现角态,而当四元数荷非平凡时则会产生源于非阿贝尔的弱拓扑边缘态,从而丰富了体-边-角对应关系。该系统还同时展现出非阿贝尔与阿贝尔拓扑相变,为桥接这两类拓扑体系提供了统一平台。该工作将高阶拓扑相的理解拓展至非阿贝尔领域,并指出可在光子/声学超材料等合成量子系统中实现实验验证。

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提交arXiv: 2025-12-24 13:59

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