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手性马赫-曾德尔干涉仪中的任意子编织

介观与纳米尺度物理 2025-06-16 v2

摘要

分数统计是任意子的定义性特征。测量任意子交换产生的相位具有挑战性,因为标准的干涉仪装置(如法布里-珀罗干涉仪)会受到充电效应的影响,从而掩盖干涉信号。在此,我们展示了在基于共传播界面模式的光学类马赫-曾德尔干涉仪中观测到的任意子干涉和交换相位。通过避免背散射和有害的充电效应,该装置实现了无相位滑移的稳健阿哈罗诺夫-玻姆干涉。在不同的分数填充因子下,观测到的磁通周期性符合与分数量子霍尔态相对应的基本分数电荷激发,并且仅依赖于体拓扑序。为了探测任意子统计,我们在干涉仪体中使用一个小型带电顶栅极来诱导局域准粒子,而不改变阿哈罗诺夫-玻姆相位;然而,这引入了周期性的相位滑移。观测到的相位滑移的大小及其符号在填充因子1/3处与预期值一致,但在填充因子2/5和3/7处,其方向显示出系统性偏差。在该设计中控制添加的单个准粒子,对于未来测量梦寐以求的非阿贝尔统计至关重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.16488,
  title  = {Anyonic Braiding in a Chiral Mach-Zehnder Interferometer},
  author = {Bikash Ghosh and Maria Labendik and Liliia Musina and Vladimir Umansky and Moty Heiblum and David F. Mross},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.16488},
  year   = {2025}
}

备注

13 pages, 4 figures and supplementary information