无序 Chern 与 $Z_2$ 拓扑绝缘体中的有限速率淬火

我们研究了二维 Chern 和 $Z_2$ 拓扑绝缘体中跨越拓扑量子相变的有限速率量子淬火。我们选择代表性的 Haldane 模型和 Kane-Mele 模型，以研究淬火产生的激发密度行为及无序对其的影响。对于 Haldane 模型，只要能谱间隙未被无序关闭，我们发现淬火结束时的激发密度随淬火速率的降低服从幂律衰减，且幂次与 Kibble-Zurek 机制的预测一致。相比之下，一旦引入无序，Kane-Mele 模型中激发密度的 Kibble-Zurek 标度便消失，我们将其归因于无序诱导的无间隙区域的出现。特别地，在合适的模型参数下，观察到了激发密度的反 Kibble-Zurek 行为，即较慢的淬火产生更大的激发密度。此外，我们证明了粒子的在位占据数可用作探测绝热演化破缺的局部可测物理量。在周期性和更现实的开放边界条件下，时间演化态与淬火结束时的瞬时基态之间的在位占据数差异，均能成功捕捉 Haldane 和 Kane-Mele 模型激发密度的关键特征，从而促进了对这些模型中淬火动力学的实验表征。