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具有环面拓扑结构的光学晶格

发布:guangxuequan    |    2018-11-05 16:49    阅读:235
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美国研究人员提出了一种构造光学晶格的实验方案,其中原子被限制在环面的表面上。该结构可以通过空间形状的激光束来实现,而该空间形状的激光束可以通过最近开发的高分辨率成像技术实现。研究人员通过计算环面晶格中原子的隧穿强度来数值研究这一方案的可行性。为了说明拓扑在环面上原子动力学中的非平凡作用,Kim等人研究了这种结构上的量子化超流体电流和分数量子霍尔(FQH)态。对于FQH态,研究人员用数值方法研究了拓扑简并的鲁棒性,并提出了一种检测这种简并的实验方法。

在超冷原子系统的背景下,Kim等人的结构利用了光束整形的最新进展。研究显示一个中间有孔的矩形方格子可以通过形成垂直于层的单个光束而变成环面的表面。此外,Kim等人还讨论了该构造可以推广到具有较高类型的曲面上。为了说明拓扑结构在环面上的原子动力学中的非平凡作用,研究人员研究了玻色子超流体在环面上的流体动力学。Kim等人演示了在两个相交的非压缩循环中生成量子化超电流的一系列光学操作。Kim等人的环面构造方案可以推广到具有更高属的曲面,用于更丰富的拓扑物理的探索。

图1 (a)光学晶格中环面的示意束结构。(b)通过在格的中间插入更多的孔,可以实现对具有高类型的曲面的推广。

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