拓扑极化子、准粒子不变量及其在一维对称保护相中的探测

在对称性的存在下，一维量子系统可展现拓扑序，其在许多情况下可由多体几何 Zak 相或 Berry 相的量子化值来表征。我们确立该拓扑 Zak 相与系统中基本准粒子激发的 Zak 相直接相关。通过考察多种系统，我们在若干不同相互作用相中建立了这一联系，包括：Su-Schrieffer-Heeger 模型、p 波拓扑超导体以及 Haldane 链。关键在于，与此类系统基态相关的体多体 Zak 相不同，与准粒子激发（位于该基态之上）相关的拓扑不变量展现出一条更自然的直接实验探测途径。为此，我们基于近期工作 [Nature Communications 7, 11994 (2016)]，证明可结合 Ramsey 干涉测量与 Bloch 振荡，利用可移动量子杂质直接测量这些准粒子拓扑不变量。最后，我们讨论并分析了在超冷原子系统中针对二聚化 Mott 绝缘体的上述方案的具体现实实现。