从光学晶格中的半经典动力学映射 Berry 曲率

我们提出一种通用方法，可利用超冷气体实验测定光学晶格能带的拓扑性质，即整个布里渊区上 Berry 曲率的映射。Berry 曲率会改变半经典动力学，进而改变经历 Bloch 振荡的波包轨迹。然而，在二维情形下，这些轨迹可能是复杂的类 Lissajous 图形，使得一般情况下难以提取 Berry 曲率的效应。我们提出如何利用“时间反转”方案来实现这一点。该方案通过比较波包在正负外力下的速度，能够对布里渊区上的 Berry 曲率进行精确测量。我们讨论了如何实施该方案，并探讨了三个具体系统的半经典动力学：非对称六角晶格，以及两个具有非零 Chern 数的“光学磁通”晶格。最后，我们讨论了在超冷气体中观测 Berry 曲率效应的一般实验考量。