缓慢非绝热量子动力学下的涌现拓扑

利用非平衡淬火动力学刻画平衡拓扑量子相,为探测平衡中定义的拓扑不变量提供了一种新颖而高效的方案。然而,以往研究大多聚焦于理想的突然淬火 regime。此处我们提供一种缓慢淬火系统哈密顿量的通用非绝热协议,并研究拓扑相的非绝热动力学刻画方案。该{\it 缓慢}淬火协议通过引入类库仑 Landau-Zener 问题实现,并能以统一方式描述从突然淬火 regime(深非绝热极限)到绝热 regime 的跨接。通过解析获得非绝热演化后的末态矢量,我们可以计算时间平均自旋极化与相应的拓扑自旋织构。我们发现,淬火后哈密顿量的拓扑不变量由能带反演面上自旋织构的值直接刻画。与突然淬火 regime 中必须额外计算自旋极化的{\it 梯度}相比,该非绝热刻画提供了探测拓扑不变量的{\it 极小}方案。我们的发现不仅限于类库仑淬火协议下的 1D 与 2D 拓扑相,也适用于更高维系统或不同淬火协议。