二维超导体中马约拉纳零模的通用理论

众所周知，非阿贝尔马约拉纳零模（MZM）存在于 $p_{x}+\text{i}p_{y}$ 拓扑超导体的涡旋核心中，这可以通过具有单一费米面的二维自旋轨道耦合系统并邻近耦合到 $s$ 波超导体来实现。在此我们表明，非阿贝尔 MZM 的存在与二维超导体的体拓扑无关，并提出这种奇异模式可以产生于更广泛的超导体中，无论其是拓扑的还是平庸的。对于具有多个费米面并通过超导配对打开能隙的通用二维系统，我们表明如果存在奇数个其对应超导序具有涡旋的费米面，则至少有一个 MZM 存活，并且该 MZM 受到涌现的 Chern-Simons 不变量保护，与超导体的体拓扑无关。这一结果可能丰富实现非阿贝尔 MZM 的新实验方案。特别地，我们提出了一种在具有平庸体拓扑的二维超导狄拉克半金属中实现 MZM 的最小方案，这可以基于近期的冷原子实验很好地实现。