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平带系统中玻色-爱因斯坦凝聚体的拓扑 Bogoliubov 准粒子

量子气体 2023-12-06 v1 量子物理

摘要

对于具有平能量色散的玻色子,凝聚可发生在不同的对称扇区中。此处我们考虑具有 π\pi-磁通跳跃的 Kagome 晶格中的玻色子,其在平均场相互作用下于 Γ\Gamma 点和 KK 点呈现简并凝聚体。我们分析了这两种凝聚体之上的激发,发现其性质截然不同:对于 KK 点凝聚体,Bogoliubov-de Gennes (BdG) 哈密顿量具有破缺的粒子-空穴对称性 (PHS),并展现出拓扑平庸的准粒子能带结构。然而,能带平坦性在打破 Γ\Gamma 点凝聚体 BdG 哈密顿量的时间反演对称性 (TRS) 中起着关键作用。因此,其准粒子能带结构展现出非平庸拓扑,以非零陈数和边缘态的存在为表征。尽管量子涨落从能量上偏好 KK 点凝聚体,但 Γ\Gamma 点凝聚体的有趣性质在各向异性跳跃下变得相关。在扩展 Bose-Hubbard 相互作用存在时,Γ\Gamma 点凝聚体的拓扑性质变得更加丰富。我们发现了进入以高陈数为特征的拓扑凝聚体的拓扑相变,并评述了此类激发的实现与探测。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.09910,
  title  = {Topological Bogoliubov quasiparticles from Bose-Einstein condensate in a flat band system},
  author = {Zahra Jalali-Mola and Tobias Grass and Valentin Kasper and Maciej Lewenstein and Utso Bhattacharya},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09910},
  year   = {2023}
}