超流体中涡旋的几何相位

我们考虑超流体玻色-爱因斯坦凝聚体中可动量子涡旋的几何相位。Haldane和Wu [Phys. Rev. Lett. 55, 2887 (1985)]指出，此类涡旋的几何相位$\gamma_{\mathcal C}=2\pi N_{\mathcal C}$由涡旋轨迹所包围的凝聚原子数$N_{\mathcal C}$决定。考虑实验上真实存在的自由轨道涡旋会导致与该预言的表面不符。我们利用超流体电动力学图像解决了这一矛盾，它使我们能够识别出被测几何相位的两个额外贡献：（i）凝聚体边界处拓扑保护的涡旋边缘电流，以及（ii）超流体位移电流。我们的结果可推广至标量与旋量玻色-爱因斯坦凝聚体及超流体费米气体，并为涡旋几何相位的实验测量铺平了道路。