合成 Hall 环面的实现：基于自旋玻色-氦原子 condensate
量子气体
2026-02-17 v1
摘要
我们报告了首次实验实现合成 Hall 环面的成果，利用受限于环形阱中自旋玻色-氦原子 condensate进行原位成像。通过拉曼场和微波场对三个高斯态自旋态进行循环耦合，我们在合成维度上施加周期边界条件，与实际空间中的环形阱共同构成具有合成磁通的环面几何。该磁通诱导气体流体的环向密度调制，其周期性由量化的环面磁通唯一决定——这是 Hall 环面几何的标志性特征。通过改变跨越多次实验运行中耦合之间的相对相位，我们控制密度极大值的位置，模拟了在环面几何中 Thouless 电荷泵的行为。我们进一步研究了这些调制在系统从圆柱面向环面拓扑过渡时的起始方式。我们的结果构筑了一个探索量子 Hall 物理和合成曲线空间中拓扑现象的灵活平台。
引用
@article{arxiv.2602.14549,
title = {Realization of a Synthetic Hall Torus with a Spinor Bose-Einstein Condensate},
author = {T. -H. Chien and S. -C. Wu and Y. -H. Su and L. -R. Liu and N. -C. Chiu and M. Sarkar and Q. Zhou and Y. -J. Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.14549},
year = {2026}
}