双曲晶格中新颖拓扑态的观测

新颖拓扑态的发现一直是物理与材料科学的重要分支。然而迄今，大多数已确立的物质拓扑态都实现于欧氏系统中，弯曲空间独特几何特性与奇异拓扑相之间的相互作用较少被探索，尤其从实验角度。近来，作为具恒定负曲率的非欧空间中的正则镶嵌，双曲晶格的实验实现在从弯曲空间量子物理到广义相对论的奇异现象模拟领域备受关注。问题在于此类非欧系统中是否存在欧氏空间无类比的新颖拓扑态。本文中，我们从理论与实验上证明，相较于欧氏对应物具独特性质的新颖拓扑态可存在于工程化双曲晶格中。特别地，基于扩展 Haldane 模型，实现了具非平凡实空间陈数的边界主导一阶陈边缘态，并证明其单向传播。进一步，我们表明变形双曲晶格中出现分形状中隙高阶零模，其零模数量随晶格尺寸增大而指数增加。这些新颖拓扑态在设计的双曲电路网络中通过测量位点分辨阻抗响应与电压包动力学被观测到。我们的发现提出了研究欧氏空间之外拓扑相的新平台，并可能在设计高效拓扑器件（如拓扑激光）等领域具潜在应用，其平凡区域极少。