在一维光子系统中，通过对偶对称性映射发生的非阿贝尔拓扑相变

《ACS Photonics》：Non-Abelian Topological Phase Transition under Duality Symmetry Mapping in a One-Dimensional Photonic System

本研究揭示了一维光子晶体中双极化缺陷模式耦合的非阿贝尔拓扑相变，发现系统在自对偶点发生相变，具有鲁棒边态，并通过广义四元群Q16描述。

　　

对偶性被视为隐藏的对称性，它将看似不相关的物理系统相互关联起来，这些系统具有相同的能谱和动态特性。然而，到目前为止，关于两个对偶部分之间的非阿贝尔拓扑相和非阿贝尔拓扑相变的研究还非常有限。在这里，我们利用一维光子晶体中两个简并极化缺陷模式与单轴晶体的耦合，揭示了与对偶性对称性相关的两个系统的非阿贝尔拓扑相变。我们证明了这两个对偶系统具有相同的阿贝尔不变量（即Zak相位和绕数），但可能处于不同的非阿贝尔拓扑相中，这些相由广义四元数群Q₁₆描述。自对偶点正是非阿贝尔拓扑相变点。这些稳定的拓扑边缘态可以通过非阿贝尔拓扑电荷和绕数的组合进行理论预测，并通过数值方法进一步验证。我们的工作展示了在一个具有隐藏对偶性的简单光子系统中存在的丰富的非阿贝尔拓扑相变，为进一步的非阿贝尔拓扑研究和拓扑光子应用奠定了基础。