通过“加热”探测拓扑：超冷原子中的量子化圆二色性

我们揭示了拓扑的一种引人入胜的表现形式，它出现在物质拓扑态对外部驱动响应的耗竭率中。通过分析受圆周期微扰作用的通用二维 Chern 绝缘体的响应，展示了这一现象：由于系统的的手征性质，耗竭率被证明依赖于圆振动的方向。最重要的是，取两个相反驱动方向所获速率之差，并在适当的驱动频率范围内积分，可直接测量占据能带的拓扑 Chern 数（$\nu$）：这种“微分积分速率”通过量子化系数 $\eta_0\!=\!\nu /\hbar^2$ 与驱动场强度直接相关。与整数量子霍尔效应相反，发现这种量子化响应相对于驱动场强度是非线性的，并且明确涉及带间跃迁。我们研究了在超冷气体中探测这一现象的可能性，并强调了边缘态在此效应中的关键作用。我们将结果推广至三维晶格，建立了耗竭率与外尔半金属（Weyl semimetals）预测的非线性光电流效应之间的联系。本工作揭示的量子化圆二色性表明，耗竭率测量可作为量子物质中拓扑序的通用探针。