不可定向流形上的外尔点
介观与纳米尺度物理
2024-08-07 v2 光学
摘要
外尔费米子是假想的手性粒子，也可表现为晶格系统中三维能带交叉点附近的激发。这些准粒子置于晶格上时受 Nielsen-Ninomiya “无定理”约束，要求整个布里渊区的总手性为零。该约束源于其所处（可定向）流形的拓扑。此处我们探讨当底层流形不可定向时，外尔点的拓扑与手性概念在多大程度上仍定义良好。我们表明，通常的手性概念在此情形下变得模糊，允许存在总手性非零的体系。这种对 Nielsen-Ninomiya 定理的规避源于以零点为外尔点的向量场的一般不连续性。此外，我们发现不可定向流形上的外尔点携带一个额外的 拓扑不变量，其满足不同的无定理。我们通过于晶格模型动量空间施加非对称对称性来实现此类外尔点。最后，我们在具合成动量的光子平台上实验实现了其现象学的所有方面。我们的工作凸显了准粒子拓扑与其底层流形拓扑之间微妙而关键的相互作用。
引用
@article{arxiv.2310.18485,
title = {Weyl points on non-orientable manifolds},
author = {André Grossi Fonseca and Sachin Vaidya and Thomas Christensen and Mikael C. Rechtsman and Taylor L. Hughes and Marin Soljačić},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.18485},
year = {2024}
}