晶格分数量子霍尔态中的奇异非阿贝尔拓扑缺陷

我们研究了在多组分分数量子霍尔系统的晶格版本中能有效增加空间亏格的外来虫洞状扭曲缺陷。尽管原始的能带结构被这些缺陷扭曲，导致局域化的带隙中间态，但我们发现，通过调节局域单粒子势，可以构造出一个代表更高亏格系统的新的最低平带。值得注意的是，一旦开启该新带中的局域多体相互作用，我们识别出各种阿贝尔和非阿贝尔分数量子霍尔态，其基态简并度随缺陷数量（即随空间亏格）增加而增加。这种拓扑简并对缺陷的敏感性提供了一个“概念验证”演示：拓扑场论预言的、与空间拓扑变化相关的奇异非阿贝尔缺陷genons，确实存在于现实的微观模型中。具体而言，我们的结果表明，通过结合冷原子系统中人工规范场的物理与已有的用于创建扭曲缺陷的全息光束整形方法，可以在实验室中创造genons。