冷原子三角晶格模型中的涌现相互作用量子孤子

冷原子为研究量子磁性带来了新机遇，特别是模拟对称性大于 $SU(2)$ 的量子磁体。本文探讨了在具有 $SU(3)$ 对称性的三角晶格冷原子模型中出现的拓扑激发。结合同伦分析与解析场论，我们确定了一族新的孤子波函数，其特征是整数电荷 ${\bf Q} = (Q_A, Q_B, Q_C)$，且满足 $Q_A + Q_B + Q_C = 0$。我们采用基于变分波函数的数值方法，探索这些孤子在有限晶格上的稳定性。我们发现，虽然电荷 ${\bf Q} = (Q, -Q, 0)$ 的孤子是稳定的，但具有更一般电荷的波函数会自发衰变为具有涌现相互作用的孤子对。这一结果表明，利用冷原子有可能实现一类无经典类比的新型相互作用孤子。它还暗示了一种新形式量子自旋液体的可能性，其规范群为 U(1)$\times$U(1)。