光晶格中具有三重简并的涌现赝自旋-1麦克斯韦费米子

在凝聚态或人工系统中发现狄拉克和 Weyl 等相对论性自旋-1/2费米子，开启了现代物理的新纪元。一个有趣但鲜有探索的问题是，是否可以利用人工系统实现其他相对论性自旋激发。在此，我们构建了可在光晶格中用冷费米原子实现的二维和三维紧束缚模型，其中低能激发可由哈密顿量形式的自旋-1麦克斯韦方程有效描述。这些具有非常规整数赝自旋的相对论性（线性色散）激发，超越了狄拉克- Weyl-马约拉纳费米子，是一种被称为麦克斯韦费米子的奇异费米子。我们证明了这些系统具有丰富的拓扑特征。例如，被称为麦克斯韦点的三重简并点可能具有量子化的贝里相，而在二维晶格的拓扑麦克斯韦绝缘体中可能出现具有自旋-动量锁定的反常量子霍尔效应。在三维中，麦克斯韦点可能具有±2的非平凡单极荷，并由两条费米弧连接，且麦克斯韦点的合并会导致拓扑相变。最后，我们提出了在光晶格中实现模型哈密顿量并探测涌现麦克斯韦准粒子的拓扑性质的切实方案。