拓扑亚物质中bulk band inversion的直接实验探测
光学
2025-11-12 v1
摘要
离子极化子及其他亚物质平台的拓扑相因其作为哈密顿量模拟器的灵活性而引起广泛关注。以往的研究主要从边缘态的视角进行探讨——这些边缘态具有指数衰减的强局域化模式。虽然这些边缘态因其可促进非准向传输在潜在应用中成为拓扑系统的标志，但拓扑性质本质上编码在bulk能带结构中。特别是，本征态的动量依赖性，即波函数，决定了拓扑性质，通常体现在bulk能带反转中。我们展示了 paradigmatic Su-Schrieffer-Heeger (SSH) 模型中的一次能带反转，由此表征为当动量从 Brillouin 区中心移动到区边界时，亚格子对称性的反转，用期望值 进行量化。本文展示了如何在 SSH 离子极化子链中直接实验探测这种bulk能带反转，采用二维动量空间 (-空间) 映射技术——无需实空间成像。该技术使得我们能够直接观察bulk能带中亚格子对称性在动量依赖下的反转，从为光子和极化子系统及更广泛的系统提供了获取波函数和bulk拓扑的强大工具。
引用
@article{arxiv.2511.08414,
title = {Direct experimental access to the bulk band inversion in a topological metamaterial},
author = {Simon Widmann and Johannes Düreth and Siddhartha Dam and Christian G. Mayer and David Laibacher and Monika Emmerling and Martin Kamp and Friedrich Reinert and Maximilian Ünzelmann and Simon Betzold and Sven Höfling and Sebastian Klembt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.08414},
year = {2025}
}