基于超冷镝的双层分数量子霍尔态

我们展示了如何利用光学晶格中镝原子之间的偶极相互作用来获得分数量子霍尔态。在我们的方法中，镝原子被囚禁在深光学晶格中，每格点一个原子，隧穿可忽略。微波和空间依赖的光学修饰场用于在每个原子中定义有效的自旋-1/2 或自旋-1 自由度。将自旋-1/2 粒子视为硬核玻色子，偶极-偶极相互作用导致玻色子跳跃、陈数为 1 的拓扑平带，以及 $\nu = 1/2$ Laughlin 态。将自旋-1 粒子视为双组分硬核玻色子，偶极-偶极相互作用再次导致玻色子跳跃、陈数为 2 的拓扑平带，以及双层 Halperin (2,2,1) 态。通过调节光学场，我们找到了一个相图，其中 (2,2,1) 态与超流动性竞争。还讨论了向固态磁偶极子的推广。