量子开尔文-亥姆霍兹不稳定性产生的稳定奇异分数斯格明子自旋织构

拓扑深刻地影响着科学的各个领域，为分类物质相和预测非平凡激发（如孤子、涡旋和斯格明子）提供了强有力的框架。这些拓扑缺陷通常由称为拓扑电荷的整数来表征，代表其序参量场中的绕数。然而，当奇点包含在计算拓扑电荷的积分域中时，拓扑缺陷的分类和预测变得具有挑战性。虽然这种奇异的非线性激发已在超流$^3$He-A相和原子气体的自旋玻色-爱因斯坦凝聚体中被提出，但这些结构的实验观测及其稳定性的研究长期以来一直难以实现。在这里，我们报告了在铁磁超流体中观察到一种超越拓扑框架的奇异斯格明子。这些奇异的斯格明子通过与偏心自旋奇点相关的异常对称破缺得以维持，并携带基本电荷的一半，与常规斯格明子或梅隆不同。通过成功实现量子开尔文-亥姆霍兹不稳定性的普适区域，我们识别出了由磁畴壁发射和整数斯格明子的自发分裂产生的偏心分数斯格明子，这些斯格明子具有自旋奇点。奇异斯格明子是稳定的，在保持2秒后仍可观察到。我们的结果证实了经典与量子开尔文-亥姆霍兹不稳定性之间的普适性，并拓宽了我们对拓扑量子系统中超越斯格明子的复杂非线性织构动力学的理解。