从单光子动力学观测狄拉克锥的移动

具有蜂窝状结构的石墨烯在理解物质物理方面至关重要，表现出异常奇特的分数量子霍尔效应以及具有量子相对论现象的非传统电子能谱。特别是，类石墨烯结构可用于实现拓扑绝缘体，其启发了一种具有强免疫力的本征拓扑保护机制，以维持量子信息的相干性。这些各种奇特物理现象源于狄拉克锥的独特性质，其表现出高空穴简并度、无质量载流子以及能带的线性相交。对狄拉克锥的实验观测传统上聚焦于动量-能量空间中的体测量。近来，波函数与能带结构已在光子系统中映射到实空间，并使灵活调控成为可能。在此，我们展示了在不同双轴应变下光子石墨烯中通过单光子动力学直接观测狄拉克锥的移动。共享量子力学中波粒二象性的同样精神，我们通过动态探测边缘模式并提取波包在单个单粒子记录上的累积与统计的扩散距离来辨识狄拉克锥的移动。我们从单光子动力学观测狄拉克锥移动的结果，连同通过将动量空间定义的能带结构映射到实空间进行直接观测的方法，为理解量子体系中的多种人工结构铺平了道路。