三维声子晶体中的高阶克莱因瓶拓扑绝缘体

物质的拓扑相基于对称性进行分类，其中滑移反射和螺旋旋转等非对称对称性在分类中尤为重要。与实空间中广泛研究的滑移反射不同，引入空间依赖的规范变换可导致动量空间滑移反射对称性，其甚至可能改变拓扑分类的基本域，例如从环面到克莱因瓶。在此我们发现了一种新的三维（3D）高阶拓扑绝缘体，由一对动量空间滑移反射保护。它支持无隙铰链模，正如定义在克莱因瓶流形上的四极矩和万尼尔哈密顿量所规定，并且我们引入两个拓扑不变量来刻画此相。我们预测的拓扑铰链模在3D打印声子晶体中得到了实验验证，为三维高阶克莱因瓶拓扑绝缘体提供了直接证据。我们的结果不仅展示了动量空间滑移反射在拓扑分类中的显著作用，也为实验探索源于动量空间非对称对称性的物理效应铺平了道路。