来自几何、光与时间的全局与局域拓扑量子化响应

为了描述 Bloch 球上具有径向磁场的自旋-$\frac{1}{2}$ 粒子以及倒易空间中物质的拓扑态，我们引入 $C$ 平方（$C^2$）作为全局拓扑不变量的局域表述。对于蜂窝晶格上的 Haldane 模型，该 $C^2$ 可通过与圆偏振光相关的 Dirac 点来测量，该光涉及高对称性 $M$ 点。对于量子自旋 Hall 效应和 Kane-Mele 模型，$\mathbb{Z}_2$ 拓扑数对相互作用具有鲁棒性，可从 pfaffian 与光之间的对应关系中局域测量。我们讨论了其与自旋泵和量子自旋 Hall 电导的关系。光与核磁共振之间的类比可应用于成像等领域。