增益/损耗对二维光学晶格中自旋轨道耦合超冷原子的影响
量子气体
2022-06-20 v3 介观与纳米尺度物理
量子物理
摘要
由于自旋轨道耦合超冷原子在拓扑绝缘体模拟中的基础地位，在考虑测量或与环境的耦合时，应评估增益/损耗对这些系统的影响。在此，我们将成熟的增益/损耗技术引入实验已实现的自旋轨道耦合二维光学晶格超冷原子中，研究相应的非厄米紧束缚模型，并评估增益/损耗对系统各种性质的影响，揭示了非厄米性与自旋轨道耦合的相互作用。在周期边界条件下，我们解析得到拓扑相图，其经历一个非厄米无隙区间，而非厄米对应物在拓扑相变处所遇到的点。我们还揭示，能带反转只是两能级自旋轨道耦合非厄米系统中拓扑相的必要非充分条件。由于厄米对应物的上或下两个修饰能带的节线环在该非厄米模型中可分裂为例外环，我们发展了独立于规范（gauge-independent）的 Wilson 环方法，用于数值计算多重简并复能带的陈数。在开放边界条件下，我们发现仅含在位增益/损耗时，由于无非厄米趋肤效应，传统的体边对应关系并未失效，但手性边缘态的耗散依赖于边界选择，这可能用于边缘态动力学的控制。鉴于态依赖原子损耗的技术可及性，该模型可在当前冷原子实验中实现。
引用
@article{arxiv.2201.01216,
title = {Gain/loss effects on spin-orbit coupled ultracold atoms in two-dimensional optical lattices},
author = {Zhi-Cong Xu and Ziyu Zhou and Enhong Cheng and Li-Jun Lang and Shi-Liang Zhu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.01216},
year = {2022}
}
备注
6+4 pages,3 figures; version close to the published