通过极化拓扑荷揭示高阶拓扑

高阶拓扑相（HOTPs）拥有超越传统体边对应的奇异拓扑态。迄今为止，仍然缺乏实验可测的动量空间拓扑表征来描述 HOTPs，这不仅不利于揭示这些拓扑态的本质属性，也限制了它们在量子模拟系统中的探测。在此，我们提出极化拓扑荷的概念，以在动量空间中表征手性对称的 HOTPs，这进一步促成了一种在 $^{87}$Rb 冷原子系统中探测 HOTPs 的可行实验方案。值得注意的是，我们的表征理论不仅表明二阶（三阶）拓扑相由总极化拓扑荷的四分之一（负八分之一）决定，还揭示了高阶拓扑相变由极化拓扑荷的产生或湮灭来识别。特别地，这些极化拓扑荷可以通过系统的赝自旋结构来测量。由于理论上的简单性和观测上的直观性，这项工作将推动理论和实验上对 HOTPs 的广泛研究。