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多重例外点的环绕拓扑

Winding Topology of Multifold Exceptional Points

Tsuneya Yoshida, J. Lukas K. König, Lukas Rødland, Emil J. Bergholtz, Marcus Stålhammar

AI总结:

本文研究多重例外点(EP$n$s)的拓扑分类问题,通过引入结式环绕数这一拓扑不变量,刻画了一般与对称保护 EP$n$s 的阿贝尔特征值拓扑,并揭示了 n 能带模型中的基本倍增定理。

摘要:

尽管多重例外点(即 n 重谱简并 EP$n$s)无处不在,但其系统分类仍是一个未解决的难题。本文刻画了任意 n 下一般 EP$n$s 和对称保护 EP$n$s 的阿贝尔特征值拓扑。前者与后者分别出现在 $(2n-2)$ 维和 $(n-1)$ 维参数空间中。通过引入称为结式环绕数的拓扑不变量,我们阐明了这些 EP$n$s 之所以稳定,是因为从基空间(动量或参数空间)到由结式定义的球面的映射拓扑。在 $D$ 维参数空间($D\geq c$)中,结式环绕数从拓扑上刻画了余维数为 $c=2n-2$ [$c=n-1$] 的一般 [对称保护] EP$n$s 的 $(D-c)$ 维流形。我们的框架揭示了 n 能带模型中一般 EP$n$s 和对称保护 EP$n$s 的基本倍增定理。

英文摘要:

Despite their ubiquity, a systematic classification of multifold exceptional points, $n$-fold spectral degeneracies (EP$n$s), remains a significant unsolved problem. In this article, we characterize the Abelian eigenvalue topology of generic EP$n$s and symmetry-protected EP$n$s for arbitrary $n$. The former and the latter emerge in a $(2n-2)$- and $(n-1)$-dimensional parameter space, respectively. By introducing topological invariants called resultant winding numbers, we elucidate that these EP$n$s are stable due to topology of a map from a base space (momentum or parameter space) to a sphere defined by resultants. In a $D$-dimensional parameter space ($D\geq c$), the resultant winding number topologically characterize a $(D-c)$-dimensional manifold of generic [symmetry-protected] EP$n$s whose codimension is $c=2n-2$ [$c=n-1$]. Our framework implies fundamental doubling theorems for both generic EP$n$s and symmetry-protected EP$n$s in $n$-band models.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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