一维原子拓扑超流体中的孤子诱导Majorana费米子

我们通过自洽求解Bogoliubov-de Gennes方程，理论上研究了一维自旋轨道耦合原子费米气体在谐振子势阱中暗孤子的行为。暗孤子——将在未来的实验中通过相位印刻产生——由一个实序参量表征，该序参量在点节点处改变符号，并在节点附近局域化Andreev束缚态。通过考虑单孤子和多孤子两种情况，我们发现当系统通过增加外部Zeeman场被调节进入拓扑超流体相时，这些束缚态的能量降低到零。因此，在每个孤子附近出现了两个Majorana费米子，除了与超流体非平凡拓扑相关的阱边著名的Majorana费米子。我们提出，可以通过使用空间分辨的射频谱学直接观测孤子诱导的Majorana费米子，或者通过测量点节点处的密度分布间接探测。对于后者，由于孤子诱导的零能Majorana费米子模式的占据，密度分布中的深极小值将消失。我们的预测可以在被限制在二维光晶格中的共振相互作用自旋轨道耦合$^{40}$K费米气体中进行检验。