极性分子系统中的自旋 - 轨道动力学

固体中的自旋 - 轨道耦合 (SOC) 通常源于电子在晶体电场中的运动。它是理解各种自旋输运和拓扑现象的关键，例如 Majorana 费米子和最近发现的拓扑绝缘体。因此，实现和控制自旋 - 轨道耦合是非常理想的，并可能为探索独特的量子物理开辟未开发的机会。在此，我们表明偶极 - 偶极相互作用可以在二维超冷极性分子气体中产生有效的 SOC。这种 SOC 产生了具有非平凡 Berry 相位 $2\pi$ 的手性激发。我们将这些激发称为\emph{chirons}，它们类似于双层石墨烯中的低能准粒子，无论量子统计如何以及动能与相互作用能的比率如何，它们都会出现。Chirons 体现在自旋密度分布、自旋流和自旋相干性的动力学中，即使对于被固定在深光晶格中的分子也是如此，并且应该在当前的实验中可被观测到。