論文の概要: Topological Braiding of Bloch Eigenmodes Protected by Non-Abelian Quaternion Invariants

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.01809v1
• Date: Wed, 02 Jul 2025 15:26:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-07-03 14:23:00.358374
• Title: Topological Braiding of Bloch Eigenmodes Protected by Non-Abelian Quaternion Invariants
• Title（参考訳）: 非アベリア四元数不変量で保護されたブロッホ固有モードのトポロジカルブレイディング
• Authors: Xiao-Ming Wang, Jiaying Xu, Xulong Wang, Zhen Li, Guancong Ma,
• Abstract要約: 非アベリアトポロジカル絶縁体から生じるトポロジカルブレイディングの新しい戦略を示す。 ブレイディングは、ブリルアンゾーンの半分以上で量子化された幾何学的位相と関連している。 その結果、ここで発見された原理は、トポロジカルブレイディングへの新たな戦略であり、他の種類の古典波や非相互作用量子系に対して拡張可能であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7704993908500355
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Braiding has attracted significant attention in physics because of its important role in describing the fundamental exchange of particles. Infusing the braiding with topological protection will make it robust against imperfections and perturbations, but such topological braiding is believed to be possible only in interacting quantum systems, e.g., topological superconductors. Here, we propose and demonstrate a new strategy of topological braiding that emerges from non-Abelian topological insulators, a class of recently discovered multi-band topological phase. We unveil a mathematical connection between braiding and non-Abelian quaternion invariants, by which Bloch eigenmodes under parallel transport produce braid sequences protected by the non-Abelian band topology. The braiding is also associated with geometric phases quantized over half the Brillouin zone. This new type of non-Abelian topological braiding is experimentally realized in acoustic systems with periodic synthetic dimensions. The results show that the principle discovered here is a new strategy towards topological braiding and can be extended for other types of classical waves and non-interacting quantum systems.
• Abstract（参考訳）: ブレイディングは、粒子の基本的な交換を記述する上で重要な役割を担っているため、物理学において大きな注目を集めている。 トポロジカル保護によるブレイディングは不完全性や摂動に対して堅牢であるが、トポロジカル超伝導体のような相互作用量子系ではそのようなブレイディングが可能であると考えられている。 本稿では,最近発見されたマルチバンドトポロジカル位相のクラスである非アベリアトポロジカル絶縁体から出現するトポロジカルブレイディングの新しい戦略を提案し,実証する。 我々はブレイディングと非アベリア四元数不変量の間の数学的関係を明らかにし、Bloch eigenmodesは非アベリアバンド位相によって保護されるブレイド列を生成する。 ブレイディングはまた、ブリルアンゾーンの半分以上で量子化された幾何学的位相と関連している。 この新しいタイプの非アベリアトポロジカルブレイディングは、周期的な合成次元を持つ音響システムにおいて実験的に実現されている。 その結果、ここで発見された原理は、トポロジカルブレイディングへの新たな戦略であり、他の種類の古典波や非相互作用量子系に対して拡張可能であることが示された。

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