金属系统中费米海拓扑的广义约化理论

金属的费米海可以容纳奇异的量子拓扑，这决定了其电导量子化，并由欧拉示性数（$\chi_F$）表征。与由波函数的全局特征决定的众所周知的能带拓扑不同，这种金属系统的拓扑本质上与费米海的几何结构相关联。因此，在高维系统中探测和识别 $\chi_F$ 面临挑战。在此，我们提出了 $d$ 维金属系统中费米海拓扑的广义维数约化理论，表明 $\chi_F$ 可以由费米面上所谓的约化临界点的特征决定。此外，我们揭示了通过将金属系统映射到有带隙系统，$\chi_F$ 可以被解释为能带拓扑的拓扑不变量。基于这一重要结果，我们识别出一大类拓扑超导体（SC），其拓扑数精确地由其正常填充能带的 $\chi_F$ 决定。这提供了一种通过测量这些拓扑超导体的（赝）自旋极化来捕获 $\chi_F$ 的间接方法。我们的发现有望极大地推进费米海拓扑的研究。