利用威尔逊线进行布洛赫态层析

拓扑与几何对我们理解现代物理至关重要，构成了从高能理论、量子信息到凝聚态物理的许多基础概念。在凝聚态系统中，广泛存在的现象源于能带本征态的几何，这编码在一般多带系统的矩阵值威尔逊线中。利用装载在蜂窝光晶格中的 Rb 原子超冷气体，我们实现了由威尔逊线描述的布洛赫带中的强力动力学，并观察到能带布居的演化，直接揭示了能带几何。我们的技术能够完整确定能带本征态、贝里曲率以及拓扑不变量，包括单带和多带陈数以及 $Z_2$ 数。