トポロジー電磁気学におけるバルクエッジの対応の物理的違反

この手紙では、波数を分岐するための表面モードの漸近挙動に関連する連続トポロジーフォトニック材料のバルクエッジ対応原則の2つの一般的なクラスの明らかな違反について説明します。非相性プラズマをモデルシステムとして考慮すると、空間分散（流体力学的非希釈度など）を含めると、大きな波の数で非物理的な反応を回避することにより、バルクエッジの対応が正式に回復することが示されます。しかし、最も重要なことは、我々の調査結果は、考慮されたケースについて、すべての材料が完全に想定されていても、非常に限定されたモードの避けられない減衰の結果として、すべての実用的な目的のために対応原則が物理的に侵害されていることを示しています。、閉じ込め誘発性のランダウの減衰または非局所性誘発放射線漏れにより。私たちの仕事は、継続的なメディアの微妙で豊かなトポロジー波物理学を明確にするのに役立ちます。

In this Letter, we discuss two general classes of apparent violations of the bulk-edge correspondence principle for continuous topological photonic materials, associated with the asymptotic behavior of the surface modes for diverging wave numbers. Considering a nonreciprocal plasma as a model system, we show that the inclusion of spatial dispersion (e.g., hydrodynamic nonlocality) formally restores the bulk-edge correspondence by avoiding an unphysical response at large wave numbers. Most importantly, however, our findings show that, for the considered cases, the correspondence principle is physically violated for all practical purposes, as a result of the unavoidable attenuation of highly confined modes even if all materials are assumed perfect, with zero intrinsic bulk losses, due to confinement-induced Landau damping or nonlocality-induced radiation leakage. Our work helps clarifying the subtle and rich topological wave physics of continuous media.