规范场在五维 Yang 单极子超材料中诱导的手性零模
介观与纳米尺度物理
2023-06-28 v1 光学
摘要
由于以第一陈数表征的 Weyl 节点的手性，Weyl 系统在磁场下支持单向手性零模，这构成了著名的手性反常的基础。作为 Weyl 节点从三维到五维物理系统的推广，Yang 单极子是携带非零二阶陈数 c2 = +1 或 -1 的拓扑奇点。在此，我们利用非均匀 Yang 单极子超材料将 Yang 单极子与外部规范场耦合，并实验证明了无隙手性零模的存在，其中精心设计的金属螺旋结构及相应的有效反对称双各向异性项提供了在合成五维空间中调控规范场的手段。该零模被发现源于二阶陈奇点与广义 4-形式规范场（磁场与其自身的楔积）之间的耦合。这一推广揭示了不同维度物理系统间的内在联系，而高维系统由于内部自由度在朗道能级简并度上展现出更为丰富的超对称结构。我们的研究为利用高阶与高维拓扑现象的概念调控电磁波提供了可能。
引用
@article{arxiv.2305.13566,
title = {Gauge Field Induced Chiral Zero Mode in Five-dimensional Yang Monopole Metamaterials},
author = {Shaojie Ma and Hongwei Jia and Yangang Bi and Shangqiang Ning and Fuxin Guan and Hongchao Liu and Chenjie Wang and Shuang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13566},
year = {2023}
}
备注
64 pages including supplementary material, to appear in Physical Review Letters