拓扑带隙孤子的观测

拓扑材料表现出由量子化不变量决定的性质，使其对扰动具有鲁棒性。这种拓扑保护是一种普适的波现象，不仅适用于固态材料中的电子，也适用于光子系统、超冷原子、机械系统、电路、激子-极化子及其他系统。然而，这些系统中的绝大多数研究集中在线性领域，即粒子间相互作用不起作用的情形。在此，我们在光子Floquet拓扑绝缘体的体相中实验观测到孤子——由于非线性而形状不变传播的波。这些孤子表现出与寻常带隙中孤子根本不同的行为，它们执行与晶格拓扑相关的类回旋轨道运动。具体而言，我们采用沿波导轴具有周期变化的激光写入波导阵列，其产生非零Floquet卷绕数，其中非线性源于环境玻璃的光学Kerr效应。此处描述的效果适用于一系列玻色系统，因其由聚焦非线性Schrödinger方程（即具有吸引相互作用的Gross-Pitaevskii方程）描述。