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冷原子拓扑绝缘体中的动力学孤子与玻色子分数量化

量子气体 2021-01-04 v1 介观与纳米尺度物理 强关联电子 量子物理

摘要

我们研究处于非公度密度下的 Z2\mathbb{Z}_2 Bose-Hubbard模型,该模型描述了一个相互作用玻色子的一维系统,其隧穿被一个动力学 Z2\mathbb{Z}_2 场修饰。在公度密度下,已知该模型具有交织的拓扑相,其中长程序与非平凡拓扑性质共存。这种自发对称性破缺(SSB)与拓扑对称性保护之间的相互作用,在系统掺杂至某些非公度填充时产生了有趣的分数量子拓扑现象。特别地,我们在此展示 Z2\mathbb{Z}_2 场中的拓扑缺陷如何出现在基态中,连接不同的SSB扇区。这些缺陷是动力学的,可穿过晶格运动,携带拓扑电荷和分数粒子数。在硬核极限下,该现象可通过体-缺陷对应来理解。利用泵浦论证,我们证明它对于有限相互作用也依然存在,展示了玻色子分数量化如何在强关联玻色系统中发生,其主要成分已在冷原子实验中实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.10994,
  title  = {Dynamical solitons and boson fractionalization in cold-atom topological insulators},
  author = {Daniel González-Cuadra and Alexandre Dauphin and Przemysław R. Grzybowski and Maciej Lewenstein and Alejandro Bermudez},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.10994},
  year   = {2021}
}