通过最简单的二维拓扑模型揭示非平衡化与热化过程

本文基于经典热力学原理——如能量的平分和熵最大化——进行研究，显示在多模态光系统中，随着演化，光功率趋向于热力学平衡时的拉ibb-Jeans 分布。理解与热化动力学相关的过程对于分析和控制此类复杂系统至关重要。本文以一维 Su-Schrieffer-Heeger 晶格作为最简单的拓扑模型，探讨了多带系统在拓扑平凡和非平凡 regime 下的热化过程。具体而言，我们确定热化发展为三个阶段：（i）非平衡动力学，（ii）预热阶段，（iii）最终热化。每个单独的带构成一个子系统，预热至其功率和内部能预测的拉ibb-Jeans 分布。我们发现，这导致预热过程持续变化，最终放松到最终热态（即动态演化的预热态）。拓扑边缘态的存在可加速热化过程，尽管预热态在拓扑平凡和非平凡 regime 中均存在。我们详细检验了影响热化动力学的因素，包括带隙宽度、温度和非线性。我们的工作可能为理解和控制多带光系统中的热化过程提供有价值的物理见解，为在复杂环境中更高效地操控光线铺设了道路。