Harper-Heisenberg 自旋链中的拓扑自旋激发

多体自旋系统代表了在强相互作用体系中实现涌现物质态的典型平台。自旋模型通常在一维周期链中研究，其晶格常数约为原子间距量级。然而，在冷原子装置或功能化扭转范德瓦耳斯异质结构中，可以设计自旋物理的长程调制。本文表明，多体自旋哈密顿量中的此类超晶格调制可在自旋链的激发谱中产生可观测的拓扑边界模。在 XY 自旋-$1/2$ 链的情形下，这些边界模源于与二维量子霍尔态手性边缘模的数学对应。我们的结果表明，增加多体相互作用不会闭合激发谱中的某些拓扑能隙，且拓扑边界模在各向同性 Heisenberg 极限下明显持续存在。当自旋矩增大并确立该现象的大自旋极限时，这些观测依然成立。我们的结果表明，此类自旋超晶格为在冷原子装置和功能化扭转范德瓦耳斯材料中观测多体拓扑边界效应提供了一条有前景的途径。