受挫三角原子阵列中由合作光散射引起的自发对称性破缺

我们展示了在三角平面原子阵列中，由于合作光介导相互作用而存在的具有受挫诱导自发对称性破缺的光学相变。我们展示了由三角形晶胞组成的阵列几何在低光强下如何导致简并集体辐射激发形成近平带。我们驱动简并集体激发对在原子极化位于晶格平面内和垂直于晶格平面两种情况下均被等布居。在更高光强下，超过特定阈值后，这种布居中的对称性自发破缺。我们还发展了有效的少模模型，该模型对对称性破缺阈值和无限晶格极限相变提供了半解析描述。令人惊讶的是，我们发现偶极相互作用引起的激发对应于受挫磁体和超流体中发现的激发的光学类比，尽管这些系统之间存在显著的物理差异，但其对称性破缺机制密切相关，为模拟甚至量子磁性提供了潜力。透过阵列的透射光在光谱的滞回行为中传递了关于对称性破缺的信息。此外，在莫特绝缘体态中，原子位置受到零点量子涨落的影响。将每个随机实现解释为对原子位置构型的轻诱导量子测量，我们发现强非线性和甚至微弱的位置不确定性都会导致显著的测量诱导对称性破缺，而对许多实现的系综平均则恢复了原始对称性和未破缺态。更大的位置不确定性导致形成具有不同破缺对称性的畴。