自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体中相互作用诱导的拓扑 Bogoliubov 激发
量子气体
2021-09-01 v1
摘要
我们研究弱相互作用、自旋轨道耦合玻色-爱因斯坦凝聚体在二维方形光晶格中的拓扑非平凡激发，该系统最近在实验中被实现 [W. Sun 等, Phys. Rev. Lett. 121, 150401 (2018)]。我们关注系统不受塞曼场作用从而不展现非平凡单粒子能带拓扑的情形。此时特别令人感兴趣的是粒子相互作用的角色，以及其与系统对称性性质的相互作用在产生拓扑非平凡激发中的作用。我们发现非相互作用系统拥有丰富的对称性集合，包括 对称性、修正的二面体点群对称性 以及非对称对称性。这些对称性共同保证了单粒子能带在布里渊区边界存在成对的简并狄拉克点。在粒子相互作用存在且自旋轨道耦合足够强时，原子凝聚于具有净磁化的基态，自发破缺 与 对称性。我们证明该对称性破缺导致 Bogoliubov 谱在狄拉克点处打开能隙，从而产生拓扑非平凡激发。我们通过计算最低激发能带的陈数确认了非平凡拓扑，并展示在不同陈数值表征的系统界面处形成无能隙边缘态。
引用
@article{arxiv.2108.13784,
title = {Interaction induced topological Bogoliubov excitations in a spin-orbit coupled Bose-Einstein condensate},
author = {Guan-Hua Huang and Guang-Quan Luo and Zhigang Wu and Zhi-Fang Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.13784},
year = {2021}
}
备注
8 pages, 6 figures