铁基超导体中持续 Higgs 模的光量子控制

Higgs 机制，即量子真空的自发对称性破缺，是一跨学科学原理，对理解暗能量、反物质及从超导到磁性的量子材料具有普适性。然而，单带超导体（SCs）中的 Higgs 模因其与电荷密度涨落的竞争目前尚存争议。一种由太赫兹（THz）激光脉冲控制、不同的 Higgs 模可在多带非常规 SCs 中通过强{\em 带间}库仑相互作用产生，但尚待探明。本文中我们既发现又在铁基高温超导体中演示了该集体模的量子控制。利用双脉冲、相干 THz 光谱，我们在具有耦合下带与上带的此类 SC 中观察到复序参量的可调谐、相干 2$\Delta_{\mathrm{SC}}$ 振幅振荡。振幅模振荡对 THz 驱动场的非线性依赖区别于任何单带及常规 SC 结果：我们观察到共振强度的较大非线性变化，但模频率持续不变。我们认为该结果提供了通过强带间相干相互作用的电子与空穴振幅模间瞬态耦合的有力证据。为支持此情形，我们进行了不涉及额外无序或声子的杂化 Higgs 机制的量子动力学建模。除区分集体模与电荷涨落外，多带 SCs 的光量子控制可拓展至探测和操控不同量子材料中的多体纠缠与隐藏对称性。