一种利用光学超晶格中超冷玻色原子的Thouless量子泵
量子气体
2016-12-14 v1 量子物理
摘要
30多年前，Thouless提出了拓扑电荷泵的概念，该泵通过底层哈密顿量的绝热循环演化实现电荷的鲁棒传输。与经典传输不同，传输的电荷被证明是量子化的，并且完全由泵循环拓扑决定，使其对扰动具有鲁棒性。在基本层面上，量子化电荷传输可与拓扑不变量（陈数）相联系，陈数最初是在整数量子霍尔效应背景下引入的。因此，Thouless量子泵可被视为整数量子霍尔效应的“动力学”版本。在此，我们报道了利用在动态控制的光学超晶格势中形成莫特绝缘体的超冷玻色原子实现这种拓扑电荷泵。通过拍摄原子云的原位图像，我们观察到每个泵循环的量子化偏转。我们通过展示与基态粒子相反，当粒子制备在第一激发带时会出现反直觉的反向偏转，从而揭示了该泵的真正量子性质。此外，我们能够通过调节超晶格参数，直接证明系统在更高能带中经历了受控的拓扑相变。
引用
@article{arxiv.1507.02225,
title = {A Thouless Quantum Pump with Ultracold Bosonic Atoms in an Optical Superlattice},
author = {Michael Lohse and Christian Schweizer and Oded Zilberberg and Monika Aidelsburger and Immanuel Bloch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.02225},
year = {2016}
}