Orbital-Flop Transition of Angular Momentum in a Topological Superfluid
超流$^3$ He的$B$ -相的轨道角动量的方向可以通过设计其被吸入的二氧化硅气凝胶框架的各向异性来控制。在这项工作中，我们报告我们发现了一个不寻常的和突然的“轨道翻转”的超流角动量之间的方向垂直和平行于各向异性轴的过渡。该转变没有滞后、升温或冷却，如连续热力学转变所预期的，并且不是应变和磁场之间竞争的结果。这表明非常规BCS凝聚体的序参量的自发重取向。
2018-10-03 cond-mat.supr-con
Majorana Excitations, Spin- and Mass Currents on the Surface of Topological Superfluid $^3$He-B
超流体$^3$ He的B相是一种三维的时间反演不变量（TRI）拓扑超流体，基态和体连续态之间存在各向同性的能隙。我们报告的表面光谱，自旋和质量电流密度的计算源于Andreev表面态的限制$^3$ He-B。表面态是马约拉纳费米子，它们的自旋极化方向与它们沿表面的传播方向垂直。负能态产生限制在表面上的基态螺旋自旋电流。光谱函数揭示了自旋极化表面态与基态自旋电流之间的微妙关系。相比之下，这些状态对$T=0$质量电流没有贡献。超流通过受限的$^3$ He-B通道的流动由流场$p_s$表征。流场打破了二维旋转对称性和时间反演（T）。然而，Bogoliubov-Nambu哈密顿量在结合围绕膜的法线的180度旋转的$T$下保持不变。因此，在存在超流的B相仍然是一个拓扑相的表面上的马约拉纳模式的无隙频谱。多普勒频移的马约拉纳分支的热激发导致超流质量流的幂律抑制，提供了完全带隙的3D拓扑超流，$^3$ He-B的表面激发的马约拉纳分支的直接签名。本文报道了受限$^3$ He-B超流率（质量流）和螺旋自旋流的计算结果，包括对温度的依赖性，以及对受限、准粒子间相互作用和压力的依赖性。
2013-11-17 cond-mat.supr-con
Topological superfluid in a fermionic bilayer optical lattice
本文在光晶格上的s波超流附近的C= 1拓扑绝缘体中，设计了一个具有无隙边态和非阿贝尔任意子的拓扑超流相，其中有效规范场和层依赖的塞曼场与超冷费米子原子赝自旋耦合.我们还研究了它的拓扑性质，并利用随机相位近似方法计算了它的相位刚度。最后，我们利用重整化群论的方法导出了Kosterlitz-Escherless跃迁的温度。由于非阿贝尔任意子的存在，这种C=1拓扑超流体可能成为拓扑量子计算的一个可能候选者。
2012-09-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Two-dimensional Paired Topological Superfluids of Rydberg Fermi Gases
系统地研究了双层光晶格中自旋极化里德伯缀饰费米子原子的拓扑性质。通过调节Rydberg耦合强度和层间隧穿振幅，我们识别了二维$p$波超流体层间配对和相对规范相位调制产生的不同拓扑超流态.这些相位包括具有/不具有时间反演对称性的带隙/无隙。最有趣的状态之一是具有时间反转对称性和粒子-空穴对称性的无间隙配对拓扑超流体。这种状态等价于具有自旋-轨道耦合、面内磁场和附加粒子-空穴对称性的拓扑近藤晶格模型。实验操作的灵活性，在这样的里德伯穿着ferminoic系统，因此成为一个有前途的系统，实现有趣的拓扑超流体。
2021-12-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Cross-Correlated Responses of Topological Superconductors and Superfluids
我们研究了拓扑超导体和超流体对温度梯度和转动的非平凡响应。在二维带隙系统中，将计算霍尔电导率的Stravida公式推广到霍尔热导率。应用这个公式的三维拓扑超导体的马约拉纳表面状态预测的轨道角动量和热极化（熵极化）之间的交叉相关的响应。这些结果与三维拓扑超导体和超流体的重力电磁描述有着天然的联系，类似于${\mathbb{Z}}_2$拓扑绝缘体中的拓扑磁电效应.
2011-11-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Stabilizing Topological Superfluidity of Lattice Fermions
二维晶格中无自旋费米子之间的吸引相互作用驱动拓扑超流体的形成。但当体系具有较高的态密度和较大的相互作用强度时，拓扑相在相分离方向上是动态不稳定的。这将临界温度限制在一个具有实验挑战性的范围内，例如，即使是光晶格中的超冷原子和分子也难以实现拓扑超流体。我们提出，除了晶格费米子之间的短程吸引力之外，引入较弱的长程排斥力将抑制相分离不稳定性。以蜂窝晶格为例，我们表明，我们的建议显着扩大了拓扑超流相的稳定部分，并提高了一个数量级的临界温度。我们的工作开辟了一条途径，以提高稳定性的拓扑超流体的工程粒子间的相互作用。
2021-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
2D Gapless Topological Superfluids Generated by Pairing Phases
本文系统地研究了双层光晶格中里德伯修饰费米气体的基态相图和有限温度相变。当引入有效的有限程吸引时，我们的自洽平均场计算表明，每一层中的带隙拓扑（$p$ -波）超流体通过中间层间距离的$s$ -波配对耦合在一起，在这两个序参量之间具有自发调制的相位.所得到的基态是一个无带隙拓扑超流体，具有表征无带隙点的量子化拓扑荷，导致边缘处的零能量平坦带。最后，我们计算了这种二维无隙超流体的有限温度相图，观察到两个不同的临界温度，证明了多体效应对成对拓扑超流体的影响。
2022-07-30 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
$^{3}$He-R: A Topological $s^{\pm}$ Superfluid with Triplet Pairing
我们发现，当自旋和轨道角动量纠缠的自旋轨道耦合，这将一个拓扑自旋三重态超流体/超导体状态，如$^{3}$ He-B，到拓扑$s^{\pm}$状态，与非平凡的无隙边缘状态。与$^{3}$ He-B类似，$s^{\pm}$态也使弱至中等相互作用的原位库仑排斥最小化。当自旋轨道耦合足够强时，会发生到$d$波态的拓扑相变。
2014-03-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Inhomogeneous Topological Superfluidity in One-Dimensional Spin-Orbit-Coupled Fermi Gases
在一维自旋轨道耦合费米气体中，我们从理论上预言了一种具有空间调制对隙的奇异拓扑超流态。这种非均匀拓扑超流性是通过在一维光晶格中同时施加垂直的塞曼磁场和等权重的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合引起的。基于自洽的Bogoliubov-de Gennes理论，我们证实了这种新的拓扑相是库珀对的唯一凝聚，体现了超流的非均匀性与其非平凡拓扑结构之间的相互作用.通过研究相关的$\mathbb{Z}_{2}$拓扑数、本征能量和态密度谱以及局域化Majorana端模的波函数，详细研究了突现Majorana束缚态的性质.实验观察这种新的拓扑状态的物质的可行性进行了讨论。
2016-10-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Detecting chiral pairing and topological superfluidity using circular dichroism
实现和探索拓扑超流体是基础科学的一个关键目标，具有令人兴奋的技术前景。在这里，我们表明，手性$p_x+ip_y$配对的二维拓扑超流体可以通过圆二色性检测，即，作为一个顺时针和逆时针圆形驱动引起的激发速率的差异。对于弱配对，这种差异是由超流的陈数确定的非常好的近似，而对于较强的配对，随着超流间隙的平方，有一个非拓扑贡献缩放变得显着。这引起了实验驱动的目标之间的竞争，以最大限度地提高超流体的临界温度，并观察由底层拓扑结构给出的信号。使用强耦合Eliashberg和Berezinskiii-Kosterlitz-无边界理论的组合，我们分析了原子玻色-费米气体的这种张力，这代表了一个有前途的平台，实现手征超流体。我们确定了一个广泛的系统参数，其中的临界温度是高的和拓扑的二向色性信号的贡献是占主导地位的。
2020-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Towards a Particle-Number Conserving Theory of Majorana Zero Modes in p+ip Superfluids
预测了p+ip（固有的或由于邻近效应而有效的）超流体中存在Majorana零模，并提出将其用于构造拓扑保护量子计算的拓扑量子比特。现有的理论大多是基于BCS平均场论，它打破了粒子数守恒（U（1）对称性）。更具体地说，Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程被用来推导马约拉纳零模式及其编织性能。另一方面，破缺粒子数守恒在任何费米子凝聚态系统中都受到尊重，因此在研究量子相干性时可能至关重要，这对量子计算至关重要。在本文中，我们的工作对粒子数守恒理论所发挥的作用，研究粒子数守恒的拓扑性质的马约拉纳零模式。我们的结论是，后者可能受到前者的影响，在建立（或否定）p+ip超流体中Majorana零模的存在及其在拓扑量子计算中的应用时，需要一个尊重粒子数守恒的新理论框架.
2018-03-21 cond-mat.supr-con
Non-Abelian Topological Order in S-Wave Superfluids of Ultracold Fermionic Atoms
研究表明，在具有激光场产生的有效自旋轨道相互作用的冷费米子原子s波超流体中，在大塞曼磁场作用下，可以实现具有无隙边缘态和服从非阿贝尔统计的Majorana费米子准粒子的拓扑相.我们的方案提供了一个很有前途的方法，量子计算操纵非阿贝尔任意子通过s波费什巴赫共振。
2009-06-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Quench-induced Floquet topological p-wave superfluids
二维超冷原子气体被调谐到接近p波费什巴赫共振，被认为表现出拓扑超流性，但实验发现这些是不稳定的。我们表明，可以诱导拓扑Floquet超流体，如果弱相互作用的原子突然接近（“淬火”）这样的共振，在不稳定踢之前的时间。由此产生的超流体具有马约拉纳边缘模式，但不同于传统的Floquet系统，因为它不是外部驱动的。相反，周期性调制是由动态自生成的。
2014-06-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Anomalous Superfluid Density in Pair-Density-Wave Superconductors
University of Chicago（芝加哥大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Dartmouth College（达特茅斯学院）
研究发现PDW超导体中超流密度的反常表现，揭示其稳定性问题及实验观测的挑战。
2025-12-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Bogoliubov Corner Excitations in Conventional $s$-Wave Superfluids
本研究针对超导体与超流体中高阶拓扑Bogoliubov激发的存在性问题，提出通过镜面对称局域势在平庸常规$s$波超流体中诱导Bogoliubov角激发的方案，为相关领域研究提供新视角。
2023-06-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Topological Superfluid Responses of Superconducting Dirac Semimetals
本研究提出超流响应的通用绝热方法，证明二维超导狄拉克锥刚度与拓扑电荷成正比，统一超流刚度与量子电容，预测约瑟夫森结量子电容的拓扑起源，发现量子导纳效应，且该效应可在石墨烯-超导体异质结中实验观测。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superfluid in one-dimensional spin-orbit coupled atomic Fermi gases
ARC量子原子光学卓越中心，原子光学和超快光谱中心，斯威本科技大学，墨尔本3122，澳大利亚
2012-01-26 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological superfluids in two-dimensional Fermi gas with Rashba spin-orbit coupling
超冷原子中自旋轨道耦合（SOC）的实现引发了基于平均场论的简并费米气体中拓扑超流体的深入探索，目前还未见实验报道。在这里，我们通过数值精确的量子蒙特卡罗方法演示了系统中的拓扑相变。在没有预先假设的情况下，我们的无偏实空间计算表明，自旋-轨道耦合可以稳定弱SOC制度中的非常规配对，其中Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov配对与Bardeen-Cooper-Schrieffer配对共存。此外，我们利用自旋极化在时反不变动量处的跳跃来描述拓扑相变，发现临界指数偏离了平均场论。我们的结果为寻找具有简并费米气体的非常规配对和拓扑超流体铺平了道路。
2021-09-10 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Topology of the planar phase of superfluid $^3$He and bulk-boundary correspondence for three dimensional topological superconductors
利用超流$^3$ He平面相的对称性，给出了可能相的拓扑分类.与B相（Altland和Zirnbauer分类中的DIII类）相比，它具有额外的对称性，这修改了拓扑结构。我们分析的拓扑从动量空间的显式映射，也讨论了显式的拓扑不变量的B相。我们进一步表明，如何散装边界对应的三维B相可以推断出的二维平面相。本文导出了具有DIII类对称性的三维超导体表面存在拓扑稳定零模的一般条件。
2014-05-03 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Gapped topological Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov superfluids with artificial gauge potential and weak interaction
具有Majorana零模的拓扑超流体在具有Rashba自旋轨道耦合的超冷原子中尚未实现。在这里，我们表明，这些阶段可以实现与人工规范位，这可以被视为一个网站相关的旋转塞曼场。这种势打破了反转对称性，并起到与Rashba自旋轨道耦合相同的作用。在反转带中，该模型可以为拓扑超流体打开一个合适的参数区域。与Rashba自旋轨道耦合模型相比，Fermi面附近的相互作用主要是同一能带内的色散散射，从而可以实现吸引相互作用弱得多的拓扑相.我们发现了带隙拓扑Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov超流体的一个大区域，并利用平均场论给出了相图，该相图在弱相互作用区域是可信的。在考虑到可以忽略不计的加热效应，在实现这种潜在的碱金属和稀土原子，我们的模型有可能成为第一个系统，实现长期寻求的拓扑FFLO阶段和相关的马约拉纳零模式。
2017-12-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Topological superfluids on a lattice with non-Abelian gauge fields
具有非阿贝尔规范场的晶格上的两分量费米子超流体在足够大的自旋不平衡存在下可以获得各种拓扑相。我们在这里解决的重要问题，自旋不平衡引起的超流性击穿的自洽计算的配对间隙，显示的预测阶段将实验访问。我们提出了完整的拓扑相图，我们分析了陈数和拓扑保护和非保护边缘模式的存在性之间的联系。陈数是通过一种非常有效和简单的方法计算的。
2010-11-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Fermi arcs in superfluid $^3$He
我们考虑了束缚在Weyl超流体$^3$ He-A畴壁上以及束缚在$^3$ He-A与完全带隙拓扑超流体$^3$ He-B界面上的费米子态.我们证明，在这两种情况下，费米谱包含费米弧，这是连续的节线的能量谱终止于两个外尔点的投影的平面的表面状态在动量空间。费米弧的数目由拓扑不变量的体积值与零能表面态数目之间的指数定理确定。指数定理与数值计算得到的Bogolubov-deGennes方程的精确谱是一致的，而准经典近似不能再现正确的零模数。因此，我们证明了拓扑描述的性质的确切谱超越准经典近似。
2013-01-25 cond-mat.other cond-mat.supr-con
Non-Abelian Half-Quantum Vortices in ${}^{3}P_{2}$ Topological Superfluids
在中子星中实现的${}^{3}P_{2}$超流体是宇宙中最大的拓扑量子物质。研究了强磁场作用下${}^{3}P_{2}$超流体中非阿贝尔半量子涡旋的存在性和稳定性。利用自洽的微观方法，我们发现，一个单量子化的涡旋是积极的不稳定成一对两个非阿贝尔HQVs由于强烈的自旋轨道耦合配对。我们发现一个拓扑保护的马约拉纳费米子在每个HQV，从而提供两个折叠的非阿贝尔任意子的特征在于马约拉纳费米子和非阿贝尔第一同伦群。
2021-09-18 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Unconventional pressure dependence of the superfluid density in the nodeless topological superconductor $α$-PdBi$_2$
利用μ子自旋旋转（$μ$ SR）实验研究了拓扑超导体$α$ -PdBi $_2$在1.77 GPa的环境和外压下的超导性质.环境压力的测量表明，在样品的大部分完全带隙的$s$波超导状态。交流磁化率和$μ$ SR测量表明，随着压力的增加，$T_{\rm c}$的持续抑制。与此同时，我们观察到超流密度的显着下降$\sim$ 20\%时，施加外部压力。值得注意的是，超流密度与$T_{\rm c}$呈线性关系，这在一些非常规拓扑超导体和空穴掺杂的铜氧化物中已经发现。这一发现表明$α$ -PdBi $_2$中可能存在BEC到BCS的交叉。
2022-02-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fidelity susceptibility and topological phase transition of a two dimensional spin-orbit coupled Fermi superfluid
从基态波函数的角度研究了二维自旋轨道耦合费米超流体的保真度磁化率和塞曼场驱动的拓扑相变.在没有塞曼耦合的情况下，FS表现出表征SOC引起的BCS-BEC交叉的新特征.在存在塞曼场的情况下，利用FS和拓扑不变量研究了拓扑相变.特别地，我们得到了拓扑不变量的解析结果，明确地表明拓扑相变对应于基态波函数的突变。因此，FS在相变点发散，其临界行为为：$χ\propto ln|h-h_{c}|$。在此基础上，我们得出结论：在冷原子实验中，通过测量原子的动量分布可以探测到拓扑相变。
2013-12-28 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Towards laboratory detection of topological vortices in superfluid phases of QCD
拓扑缺陷出现在各种系统中，例如超流氦中的涡旋到早期宇宙中的宇宙弦。中子超流涡旋的间接证据来自中子星的故障。人们还期望拓扑缺陷可能出现在量子色动力学（QCD）的各种重子密度阶段，例如超流拓扑涡旋的色味锁定（CFL）阶段。虽然在能量/长度尺度上有很大的不同，但存在通用的特征，例如在所有这些缺陷的形成中。利用这种普遍性，我们研究了在实验室实验中检测这些拓扑超流涡旋的可能性，即重离子碰撞。使用流体动力学模拟，我们表明，旋涡可以定性地影响流量波动的功率谱。这可以给出导致涡旋的超流转变的明确信号，允许检查相对论性量子场论系统中的缺陷形成理论，以及QCD的超流相的检测。在低能重离子碰撞中探测到核子超流涡旋将为实验室控制研究其性质提供机会，为核粒子物理学提供关键的输入。
2017-09-22 cond-mat.supr-con hep-ph nucl-ex
Topological Superfluid in one-dimensional Ultracold Atomic System with Spin-Orbit Coupling
当超冷原子系统中出现$d_{x^{2}-y^{2}}$波超流时，我们提出了一个支持Majorana费米子的一维哈密顿量$H_{1D}$，并得到了时间反演不变和时间反演破缺两种情况下的相分离图.从相分离图中，我们发现在拓扑超流区存在单个的Majorana费米子，通过调节化学势$μ$和自旋轨道耦合$α_{R}$，我们可以到达这个区域.更重要的是，近年来人工合成规范场的实验成果已经在超冷原子中实现了自旋-轨道耦合，因此，$H_{1D}$描述的一维超冷原子系统是寻找神秘的Majorana费米子的一个很有希望的平台。
2012-03-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Coexistence of topological and nontopological Fermi-superfluid phases
二维自旋不平衡费米气体具有s波配对和自旋轨道耦合，被认为是实现拓扑手征p波超流体的一个很有前途的平台。在s波配对的BCS极限中，即，当库珀对仅弱束缚时，系统通过增加塞曼自旋分裂能驱动的二级跃迁进入拓扑相。较强的两粒子相互作用导致系统发生BCS-BEC交叉，在此过程中拓扑转变为一级。因此，拓扑超流体和非拓扑超流体共存于由s波相互作用强度和塞曼能量跨越的相空间扩展区域中的空间分离域中。在这里，我们研究这个相位共存区理论上使用零温度平均场的方法。精确的数值结果来说明共存相的基本物理特性，并验证弱自旋轨道耦合的近似解析描述。除了扩展我们目前的理解自旋不平衡的超流费米系统，本方法还提供了一个平台，为未来的研究非常规马约拉纳激发，根据拓扑结构，应该存在于共存的拓扑和非拓扑超流部分的系统之间的内部接口。
2022-11-16 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Superfluidity in topologically nontrivial flat bands
由周期布洛赫函数构建的拓扑不变量表征了物质的新相，例如拓扑绝缘体和拓扑超导体。最重要的拓扑不变量是陈数，它解释了量子霍尔效应的量子化电导。在这里，我们提供了一个普遍的结果，适用于拓扑非平凡带与非零陈数$C$的多带超导体的超流重量$D_{\rm s}$。我们发现，在布里渊区的量子度规，从布洛赫函数计算的不变量的积分，给出了超流的重量在一个平坦的带，与绑定$D_{\rm s} \geq |C|$。因此，只要陈数不为零，即使是平带也可以携带有限的超流。作为一个例子，我们提供了$D_{\rm s}$的时间反演不变的有吸引力的哈珀-哈伯德模型，可以在超冷气体实验测试。一般来说，我们的结果建立了一个拓扑非平凡的平带是一个很有前途的概念，提高超导转变的临界温度。
2015-12-02 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Fragility of surface states in non-Wigner Dyson topological insulators
本文证明非Wigner-Dyson拓扑绝缘体和手性拓扑超导体中不存在连接表面的谱流机制，除能带中心$E=0$外表面态可被局域化，并揭示低能Dirac近似的局限及实验区分特征。
2024-03-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Angular topological superfluid and topological vortex in an ultracold Fermi gas
研究表明，超冷费米气体在自旋-轨道-角动量耦合（SOAMC）作用下的配对可以获得以量子化角自由度为编码的拓扑特征。由此产生的拓扑超流体与自旋轨道耦合的一维费米气体中的对应物是角模拟，但其特征在于角动量空间中定义的Zak相。在调整SOAMC参数时，拓扑相变发生，这是伴随着准粒子激发间隙的关闭。值得注意的是，拓扑涡旋态也可以通过变形费米表面来稳定，这在坐标和角动量空间中都是拓扑非平凡的，为量子信息和量子控制提供了有趣的应用潜力。我们讨论了如何在实验上检测拓扑相变和奇异涡旋态。
2022-07-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Topological Superfluid in P-band Optical Lattice
本文通过研究具有近邻吸引相互作用的p带费米子系统，发现了平移对称保护的Z2拓扑超流体（TSF），它在动量空间k=（0，0），（0，pi），（pi，0），（pi，0），（pi，pi）的高对称点处具有特殊的费米子宇称图案。这样的Z2 TSF支持鲁棒的马约拉纳边缘模式和一种新型的低能量激发-（超对称）Z2链接激发。最后，我们讨论了这种相互作用的p带费米子与Z2 TSF的可能实现。
2011-10-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Dynamic interaction between chiral currents and surface waves in topological superfluids: a pathway to detect Majorana fermions?
本文提出在拓扑超流体$^3$He中利用表面波与体相手性马约拉纳电流的相互作用来确证马约拉纳费米子的实验方案，为探测这一80年理论预言提供现实可行途径。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Larkin-Ovchinnikov-Fulde-Ferrell state of spin polarized atomic Fermi superfluid on a spherical surface
College of Physics, Sichuan University（四川大学物理学院）；Department of Physics, University of California, Merced（加州大学默塞德分校物理系）
研究在球面薄壳中非平衡费米气体的BdG方程，分析LOFF态在紧凑几何中的相图，发现LOFF态在高自旋极化下更稳定，但其在球面表面易碎。
2026-05-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Topological $p_{x}+ip_{y}$ Superfluid Phase of a Dipolar Fermi Gas in a 2D Optical Lattice
在偶极费米气体中，在旋转电场的存在下，电偶极子之间的各向异性相互作用可以转化为有效的吸引相互作用。我们表明，拓扑$p_{x}+ip_{y}$超流相可以实现在一个单组分偶极费米气体被困在一个二维正方形光晶格这种有吸引力的相互作用在低温下。$p_{x}+ip_{y}$超流态在拓扑量子计算中具有潜在的应用。我们得到了该体系在零温时的相图。在弱耦合极限下，p波超流相对所有填充因子都是稳定的。随着相互作用强度的增加，其在接近填充因子$n=0$或$n=1$时是稳定的，并且在其间发生相分离。当相互作用强度高于阈值时，对于任何$0<n<1$，系统是相分离的。估计了$p_{x}+ip_{y}$超流态的转变温度，并讨论了其实验意义。
2012-09-20 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Integrable Model of Topological SO(5) Superfluidity
借助于一般的对称性论证和多体不变量，我们引入了一个构成拓扑SO（5）超流体的物质相。这一发现的关键是实现了一个精确可解的模型，显示了一些与超流体$^3$ He的极小模型的相似之处。我们研究了它的量子相图和相关性，并发现奇异超流以及金属相的排斥部门。在分离平凡和非平凡的超流相的临界点，我们的哈密顿量减少到全球SO（5）-对称高丁模型与退化的地面流形，包括四重态。最重要的是，精确的解决方案允许揭露一个有趣的非对破缺机制的超流体受到外部磁场。不可积的修改我们的模型导致我们的金属相与基态流形，显示出广泛的熵的强耦合限制。
2021-09-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con math-ph
Topological Effects on Quantum Phase Slips in Superfluid Spin Transport
在大自旋极限下，我们从理论上研究了量子涨落对易平面量子反铁磁自旋链超流自旋输运的影响。量子涨落通过使磁序参量在易平面内展开而引起自旋超流的衰减，这被称为相位滑移。我们证明了自旋链的非线性西格玛模型中的拓扑项定性地区分了整数自旋链和半奇整数自旋链的自旋超流的衰减速率。提出了一种磁电回路的实验装置，其中衰减速率对组分自旋的依赖性可以通过测量非局域磁阻来验证。
2015-11-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Theory of Topologically Ordered Superfluids in 2+1 Dimensions
Cornell University（康奈尔大学）
本研究针对2+1维自发破缺电荷U(1)c对称性的玻色子系统，建立拓扑有序超流体的表征框架，通过双向规范映射编码其拓扑数据，还给出含非阿贝尔涡旋的实例，为相关研究提供理论基础。
2026-10-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Chiral twodimensional p-wave superfluid from s-wave pairing in the BEC regime
二维自旋轨道耦合费米气体的s波配对可以驱动到一个拓扑相增加塞曼自旋分裂超过一个临界值。在拓扑阶段，该系统表现出手征p波超流性的标志，包括异国情调的马约拉纳激发。以前的理论研究，这种实现的二维拓扑费米超流体集中在BCS制度的s波库珀对只有弱约束，因此，诱导手征p波序参量有一个小的幅度。出于确定实验实现超冷原子气体中鲁棒拓扑超流体的潜在新方法的目的，我们研究了通过增加该系统的库珀对结合能驱动的BCS到BEC交叉。特别地，我们得到了两粒子束缚态能量和塞曼自旋分裂能量的参数空间相图。BCS到BEC交叉的普通特性，特别是费米面的收缩和最终消失，在非拓扑相观察。相比之下，拓扑相保留了手征p波超流性的所有特征，包括一个定义明确的底层费米表面，即使是大的s波对结合能。与BCS极限相比，BEC体系中的拓扑超流体即使对于中等量级的自旋-轨道耦合也具有更好的可实现性，因为手征p波序参量一般较大，残余的s波配对被抑制.我们确定的最佳参数范围，可以帮助进一步的实验研究和阐明的手征p波超流体的持久性的物理原因。
2019-12-19 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Mirror Majorana zero modes in spinful superconductors/superfluids -Non-Abelian braiding of integer quantum vortices-
人们普遍认为半量子涡旋是实现自旋超导体/超流体中拓扑稳定的Majorana零模和非Abel任意子的必要条件。与此相反，我们在这里证明，整数量子涡旋自旋超导体可以主机拓扑稳定的马约拉纳零模式，因为镜像对称。对称保护的马约拉纳费米子可能表现出非阿贝尔任意子编织。
2013-05-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Chiral Gravitomagnetic Effect in Topological Superconductors and Superfluids
本文从理论上研究了三维拓扑超导体和超流体的动力学关联响应。有人提出，在三维时反不变拓扑超导体和超流体中，可以导出一个类似于拓扑绝缘体中θ项的引力拓扑项，而动力学引力轴子场可以通过相对相位的涨落来实现，即，通过拓扑$p$ -波配对和常规$s$ -波配对之间的Leggett模式。在动力学引力轴子场的存在下，我们提出了“手征引力磁效应”的出现，即引力磁场产生的热流，即，通过机械旋转。这种效应可以被看作是手征磁效应的热对应物，手征磁效应主要在Weyl半金属中进行了研究。我们还发现了体材料中反常热霍尔效应的存在。我们讨论了一个可能的应用我们的研究外尔超导体的热响应。
2016-02-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superfluid Stiffness and Josephson Quantum Capacitance: Adiabatic Approach and Topological Effects
本研究提出统一框架，通过绝热方法将超导系统的超流刚度与量子电容关联于合成空间贝里曲率，揭示其与正常态能带拓扑交叉数相关的拓扑效应，且该效应可在邻近诱导配对的拓扑半金属中实验验证。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
A continuous topological phase transition between two 1D anti-ferromagnetic spin-1 boson superfluids with the same symmetry
一维链上的自旋1玻色子，在相邻玻色子之间的反铁磁自旋相互作用的无公度填充下，可以形成包含无隙电荷和自旋激发的自旋1玻色子凝聚态。我们认为自旋1玻色子凝聚态是不稳定的，它将通过打开自旋能隙而成为两种超流体之一。一个超流体在环上必须有一个自旋为1的基态，如果它包含奇数个玻色子，并且在链端没有简并态。另一种超流体在环上的基态为自旋0，可以包含任意数量的玻色子，在链末端的简并度为自旋$\frac{1}{2}$。这两种超流体具有相同的对称性，仅在自旋- $SO(3)$对称性保护的拓扑序上有所不同。虽然朗道理论不允许具有相同对称性的两相之间发生连续的相变，但两种超流体之间的相变可以是一般连续的，这可以用共形场论（CFT）$su(2)_2\oplus u(1)_4 \oplus \overline{su(2)}_2\oplus \overline{u(1)}_4$来描述。这样的CFT具有自旋细分：自旋1激发可以衰减为自旋$\frac{1}{2}$右移动体和自旋$\frac{1}{2}$左移动体。我们通过求解基于涌现对称性和模不变性条件的配分函数来确定临界理论。
2019-04-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
$^3P_2$ Superfluids Are Topological
阐明了有望在中子星和立方奇宇称超导体内核中实现的$^3P_2$超流体的拓扑结构。$^3P_2$相包括单轴/双轴取向相和非单一铁磁相和循环相。在这里，我们表明，所有的阶段都伴随着不同类型的拓扑保护的无隙费米子：表面马约拉纳费米子在循环（铁磁）阶段的四重（单）巡回马约拉纳费米子。利用超流费米液体理论，我们还证明了在磁场作用下，在弱耦合极限下，二面体二和四面体四轴双晶相是有利的。结果表明，三临界点存在于这两个阶段之间的相边界上，并可能实现在现实磁星的核心。我们揭示了纠缠的对称性和拓扑结构背后的大规模收购表面马约拉纳费米子在100相。
2016-11-24 astro-ph.HE cond-mat.supr-con nucl-th
Topology-Bounded Superfluid Weight In Twisted Bilayer Graphene
虽然规则的平带有利于提高态密度，从而提高能隙，但它们对超流重量不利。我们表明，预测的非平凡拓扑结构的两个最低的平面带的扭曲双层石墨烯在增强超流的重量，因此超导电性起着重要的作用。我们推导了具有均匀配对的TBLG超导平带的超流权重（相刚度），并表明它可以表示为平带的Fubini-Study度规的积分。这反映了非零陈数频带已经获得的结果，即使TBLG平坦频带具有零陈数。我们进一步证明了度量积分的下界由TBLG平带的拓扑$C_{2z}T$威尔逊圈缠绕数决定，这使得超流权重有一个与对隙成正比的拓扑下界.相比之下，平凡的平带的超流重量为零。超流体的重量是决定超导体的BKT转变温度的关键。基于TBLG实验测量的相变温度，我们估计了TBLG中超流质量的拓扑贡献。
2019-06-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Topological superfluids on a square optical lattice with non-Abelian gauge fields: Effects of next-nearest-neighbor hopping in the BCS-BEC evolution
考虑正方形光晶格上具有吸引相互作用的两组分费米气体，研究了塞曼场、自旋轨道耦合和次近邻跃迁对整个BCS BEC演化中基态相图的影响.特别是，我们首先分类和区分所有可能的超流相的动量空间拓扑结构的零能量准粒子/准空穴激发，然后在数值上建立了过多的量子相变之间。这些转变的进一步信号，并证明了相应的拓扑不变的系统，\textit{i.e.}，其陈数的变化。最后，我们发现，超流相表现出重入结构，分离的指状正常相，其起源可以追溯到单粒子态密度的变化。
2015-12-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological Superfluids with Finite Momentum Pairing and Majorana Fermions
马约拉纳费米子，量子粒子，是自己的反粒子，不仅在基本粒子物理学和暗物质中具有根本的重要性，而且是容错量子计算的基石。近年来，Majorana费米子在固态和冷原子系统中得到了广泛的研究。这些研究通常基于两个具有相反动量的费米子之间的超导配对（\textit{% i.e.}，零总动量）。另一方面，有限总动量库珀对，被称为富尔德-费雷尔-拉金-奥夫钦尼科夫（FFLO）状态，在50年前被预测，然后在物理学的许多分支中被广泛研究。然而，FFLO超导体是否也可以支持马约拉纳费米子还没有被探索。在这里，我们表明，马约拉纳费米子可以存在于某些类型的缺口FFLO状态，产生一种新的拓扑量子物质：拓扑FFLO超流体/超导体。我们使用自旋轨道耦合简并费米气体证明了这种拓扑FFLO超流体和相关的Majorana费米子的存在，并推导出它们的物理参数区域。讨论了拓扑FFLO超导体在半导体/超导体异质结构中的潜在应用。
2013-07-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
Realizing Quantum Materials with Helium: Helium films at ultralow temperatures, from strongly correlated atomically layered films to topological superfluidity
本文主要从实验的角度概述了利用氦通过“自上而下”和“自下而上”纳米技术实现一系列具有普遍意义的量子材料的最新进展和未来前景。我们可以发展模型系统来实现物质的新量子态，并探索凝聚态物理中的关键问题。用冷原子气体的语言来说，二维且受限的3 He和4 He提供了“量子模拟器”，有可能发现新的新兴量子态。其中包括：严格二维费米系统与Mott-Hubbard跃迁;相互作用耦合二维费米子-玻色子系统;重费米子量子临界性;理想二维阻挫铁磁性;二维量子自旋液体;缠结超流与密度波序与突现大对称性;拓扑介观超流（新材料与突现激发）。
2019-10-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Euler band topology in superfluids and superconductors
RIKEN Center for Emergent Matter Science（RIKEN 新兴物质科学中心）；Department of Applied Physics, University of Tokyo（东京大学应用物理系）
研究基于C_{2z}T对称性的BdG哈密顿量的欧拉带拓扑，揭示DIII和CI类超流体和超导体的拓扑性质及非平凡欧拉类的关联。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.supr-con
Non-Hermitian topological Fermi superfluid near the $p$-wave unitary limit
本文研究一维两组分费米气体在p波Feshbach共振附近由双体损耗驱动的非厄米超流体相变，统一揭示了普适热力学、拓扑相变及BCS-BEC转变的相互作用，并指出超流态在拓扑相变点附近对损耗尤为脆弱。
2022-12-22 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con nucl-th
BCS-BEC Crossover and Topological Phase Transition in 3D Spin-Orbit Coupled Degenerate Fermi Gases
研究了自旋轨道耦合和塞曼场作用下三维简并费米气体中的BCS-BEC交叉。我们发现，被大塞曼场破坏的超流序参量可以被SOC恢复.随着塞曼场强度的增加，存在一系列拓扑量子相变，从具有完全能隙的费米谱的非拓扑超流态到具有四个拓扑保护的费米点（即，准粒子激发间隙中的节点），然后到第二拓扑超流态，只有两个拓扑保护的费米点。费米点附近的准粒子激发实现了粒子物理学中Weyl费米子的长期寻找的低温模拟。我们表明，拓扑相变可以探测使用实验实现的动量分辨光电子能谱。
2011-11-06 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con quant-ph
Optical spin transport theory of spin-1/2 topological Fermi superfluids
本文提出自旋-1/2拓扑费米超流体的光学自旋输运理论，利用BCS-Leggett理论揭示自旋电导率能隙在Z_2拓扑相变点闭合，并探讨Majorana零模有效模型在BCS-BEC演化中的适用性。
2022-02-08 cond-mat.quant-gas cond-mat.supr-con
What is a particle-conserving Topological Superfluid?
我们建立了一个标准的特点相互作用，粒子数守恒系统的费米子拓扑平凡或非平凡的超流性。因为我们的标准是基于多体费米子宇称开关的概念，它是直接相关的分数约瑟夫森效应的观察，并表明零能量模式的出现，与费米子宇称反交换。我们在Richardson-Gaudin-Kitaev链上测试了这些想法，Richardson-Gaudin-Kitaev链是一个粒子数守恒系统，可以通过代数Bethe ansatz求解，并在平均场近似下简化为长程Kitaev链。在其封闭解的指导下，我们介绍了一种构造带隙拓扑超流体的多体Majorana零能模的方法。我们讨论了它们的意义和所需的物理条件，使量子控制的超选择规则。
2016-01-28 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con math-ph
Gapless topological Fulde-Ferrell superfluidity induced by in-plane Zeeman field
拓扑超流体是最近发现的量子物质，它拥有拓扑保护的无隙边缘态，称为马约拉纳费米子-奇异的量子粒子，充当自己的反粒子，服从非阿贝尔统计。它们的实现被认为是容错量子计算等未来技术的核心。到目前为止，建立拓扑超流体和Majorana费米子的最有效方案是基于Sau-Lutchyn-Tewari-Das Sarma模型，在} \textbf{\textit{x-y}} \textbf{ plane and a large out-of-plane (perpendicular) Zeeman field along the } \textbf{\textit{z}} \textbf {-方向上具有Rashba型自旋轨道耦合。在这里，我们提出了一个替代的设置，其中的拓扑超流相驱动的应用面内塞曼场。该方案提供了许多新的特征，特别是有限质心动量下的库珀配对（即，Fulde-Ferrell配对）和大量无间隙激发。由此，出现了一种新的具有非均匀配对序参量的无隙拓扑量子物质。它的特点是在边界处的单向马约拉纳表面态，在同一方向传播，并连接两个外尔节点的散装。我们证明了这种奇异的拓扑物质和相关的马约拉纳费米子自旋轨道耦合原子费米气体的出现，并确定其参数空间。我们的计划在半导体/超导体异质结的实施进行了简要讨论。
2014-04-09 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
