通过拓扑边界态不稳定性的量子化非线性扭结运动

索利斯泵浦(Thouless pumping)是线性系统中拓扑保护的定向输运范式。近期对非线性泵浦的扩展研究往往忽视了重新评估线性拓扑传统框架的必要性。该团队通过研究一个非线性二聚体链模型,发现在泵浦参数周期性调制下会出现扭结的量子化输运现象。关键之处在于:该系统的线性激发映射到Rice-Mele模型,并展现出局域于这些扭结处的拓扑边界模。借助非线性动力学方法,研究人员证明这些边界模的不稳定性正是驱动扭结运动的机制。虽然输运现象与线性索利斯泵浦相似,但传统拓扑指标无法完全描述该行为——其本质更接近拓扑棘轮效应:具备鲁棒性、方向性和可重复性,但根植于非线性机制。此外,通过引入多重泵浦参数,该工作实现了对多个扭结轨迹及孤子运动的精确调控,展现了信息输运领域的应用潜力。这些研究成果融合了线性拓扑与非线性动力学概念,为非线性介质中的量子化输运建立了新框架。

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