光子托尔顿、拓扑相变和可调旋磁单极子
Photonic torons, topological phase transition and tunable spin monopoles
AI总结：
该研究通过光子结构光实验性构建了托尔顿，并展示了多种拓扑状态之间的相变，同时实现了单极子对的可调旋性，为研究非平凡光-物质相互作用提供了新平台。
摘要：
创造和控制拓扑复杂激发态在基础物理和现代信息科学中都扮演着关键角色。托尔顿是一种复杂的三维手性极性拓扑结构，具有Skyrmionic准粒子纹理和单极点缺陷，迄今为止只在液晶非极性模型中观察到。在这里，我们通过光子自旋的矢量结构光实验性构建托尔顿，并展示了在多种拓扑状态之间的拓扑相变：托尔顿、霍夫离子、Skyrmioniums和单极子对。我们还可以连续调节托尔顿的旋性以及新兴单极子对的螺旋自旋纹理。光子托尔顿和可调单极子的诞生为研究非平凡光-物质相互作用和拓扑信息学提供了一个灵活的平台。
英文摘要：
Creation and control of topological complex excitations play crucial roles in both fundamental physics and modern information science. Torons are a sophisticated class of 3D chiral polar topological structures with both skyrmionic quasiparticle textures and monopole point defects, so far only observed in liquid crystal nonpolar models. Here, we experimentally construct torons with the photonic spin of vector structured light and demonstrate the topological phase transitions among diverse topological states: torons, hopfions, skyrmioniums and monopole pairs. We can also continually tune the toron's chirality and the helical spin textures of emerging monopole pairs. The birth of photonic torons and tunable monopoles opens a flexible platform for studying nontrivial light-matter interaction and topological informatics.
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