通过超材料中的相子工程揭示四维霍尔效应的边界 Weyl 物理
介观与纳米尺度物理
2021-10-22 v3
摘要
量子霍尔物理已在四维及更高维度上得到理论预言。在假想的 2n 维中，体相与边界的拓扑特征分别表现为量子化的非线性输运系数，并分别对应于体带隙投影的第 n 个 Chern 数与 (2n-1) 维边界上 Weyl 谱奇点的第 n 个绕数。在此，我们引入超材料中的相子工程概念，并将其作为载体以触及和应用任意维度下的量子霍尔物理。利用这些专门的设计原理，我们制备了一种可重构的二维非周期声学晶体，其相子存在于一个 2-环面上，从而使我们能够触及四维量子霍尔物理。此外，我们提供了直接实验验证：当作为准动量函数被映射时，拓扑边界谱汇聚于一个 Weyl 奇点。我们还展示了由三维边界的 Weyl 物理所实现的拓扑波操控。
引用
@article{arxiv.2012.05130,
title = {Revealing the boundary Weyl physics of the four-dimensional Hall effect via phason engineering in metamaterials},
author = {Wenting Cheng and Emil Prodan and Camelia Prodan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05130},
year = {2021}
}