Ultracold fermions in a one-dimensional bipartite optical lattice: metal-insulator transitions driven by shaking
本文描述了一个双组分一维光晶格中的费米子原子系统在外部时间周期驱动力作用下的行为。利用Floquet理论，导出了一个具有重整化跳跃系数的有效模型。在没有驱动的情况下，在半填充时表征系统的绝缘行为被动态地抑制，并且对于驱动参数的特定值，系统变成具有四个费米点的标准金属或非常规金属。利用玻色化技术研究了在位Hubbard相互作用对金属-绝缘体四费米点相变的影响。吸引力的相互作用预计将扩大政权的参数，其中非常规的金属相出现，而排斥力的相互作用减少it. This金属相是已知的Luther-Emery液体（自旋间隙金属）的排斥和吸引力的相互作用，相反，通常的哈伯德模型，表现出莫特绝缘体阶段的排斥相互作用。一维二分光晶格中的超冷费米子为实现这一研究已久的非常规金属四费米点提供了一个有趣的平台。
2014-08-31 cond-mat.quant-gas
Floquet-Band Engineering of Shaken Bosonic Condensates
冷原子的光学控制和操纵已经成为凝聚态研究的一个重要课题。广泛采用的是光晶格振荡实验，它允许引入人工规范场，拓扑能带结构的设计，以及更一般的量子临界现象的探测。在这里，我们开发了新的数值方法来模拟这些周期性驱动的系统，直接实施晶格振动。因此，我们避免了通常的假设与一个简化的图片的基础上Floquet动态。我们的方法的一个明显的成功是，它产生定量协议与实验，包括Kibble-Zurek缩放。重要的是，我们认为，因为它们的动力学对应于一个有效的非线性薛定谔方程，这些特定的超流体研究提供了一个独特的机会，以解决如何一般Floquet带工程的相互作用的影响。特别是，相互作用会导致系统行为急剧变化的不稳定性。
2016-12-20 cond-mat.quant-gas
Parametric instabilities of interacting bosons in periodically-driven 1D optical lattices
周期性驱动的量子系统目前正在探索，以实现新的多体相的物质。这种方法在超冷原子的气体中特别有前途，在那里可以实现复杂的振荡协议，粒子间的相互作用得到很好的控制。然而，相互作用和时间周期驱动的结合往往会导致不可控的加热和不稳定性，可能会阻止Floquet工程在大型多体量子系统中的实际应用。在这项工作中，我们通过动量分辨测量，在强驱动的光晶格中，实验确定了弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚体中参数不稳定性的存在。参数不稳定性可以通过集体激发的快速增长触发弱相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体的破坏，特别是在具有横向于晶格轴的弱谐波约束的系统中。
2019-10-06 cond-mat.quant-gas quant-ph
Asymmetric population of momentum distribution by quasi-periodically driving a triangular optical lattice
周期性驱动光晶格中的超冷原子使我们能够研究新颖的能带结构并探索能带的拓扑结构。在这项工作中，我们调查的斜坡过程的驱动信号的影响，并提出了一个简单而有效的方法来实现所需的非对称人口的动量分布，通过控制驱动信号的初始相位。在驱动频率远小于基态与高能带耦合频率的范围内，在与晶格共同运动的参考系中，形成了沿振动方向的准动量振荡，导致了实验室参考系中基态能带与第一激发带的混合.该方法避免了构造复杂的网格或复杂的控制序列。在三角形晶格中，我们实验研究了驱动信号的初始相位、频率、振幅对粒子数差的影响，并与理论模型进行了比较，结果吻合较好。这为驱动光晶格实验中如何加载驱动信号提供了指导，也为形成可用于量子计算的量子比特提供了有用的工具。
2019-09-19 cond-mat.quant-gas
Floquet realization and signatures of one-dimensional anyons in an optical lattice
我们提出了一个实现超冷玻色子原子一维任意子在光晶格中物理的简单方案。它依赖于晶格振动诱导的共振隧穿，以对抗晶格倾斜和强现场相互作用的组合所产生的潜在偏移。除了用于产生光晶格的激光器之外，不需要其他激光器。我们还讨论了当统计角$θ$从0到$π$变化时玻色子和费米子之间连续插值的实验特征。由于在任意子模型的玻色子表示中，任意子的动量分布是不可测量的，因此我们建议使用小系统中的Friedel振荡作为替代探测器。
2016-10-21 cond-mat.quant-gas
Merging and alignment of Dirac points in a shaken honeycomb optical lattice
受蜂窝状光晶格的产生和正方形晶格中Mott绝缘态的振动实现的启发，本文研究了振动蜂窝状光晶格。对于晶格的周期性振动，可以应用Floquet理论来导出与时间无关的哈密顿量。在这种有效的描述中，跳变参数通过贝塞尔函数重新归一化，该函数取决于振动方向、幅度和频率。因此，跳跃参数可以消失，甚至以各向异性的方式改变符号，从而产生不同的能带结构。在这里，我们研究了狄拉克点的合并和排列以及从二维系统到一维链和零维二聚体的维交叉。我们还考虑了次近邻跳跃，它打破了粒子-空穴对称性，并导致金属相时，它成为占主导地位的最近邻跳跃。此外，我们包括弱排斥现场相互作用，并找到不同值的跳跃参数和相互作用的密度分布，无论是在一个均匀的系统中，并在存在的捕获潜力。我们的结果可以通过使用动量分辨拉曼光谱实验观察。
2012-01-31 cond-mat.quant-gas
Parametric instabilities in a 2D periodically-driven bosonic system: Beyond the weakly-interacting regime
实验研究了具有连续横向自由度的二维光晶格中参数不稳定性对热驱动玻色子短时加热过程的影响。我们分析了三种类型的周期性驱动器：（i）仅沿x-晶格方向的线性，（ii）沿晶格对角线的线性，以及（iii）在晶格平面中的圆形。在所有情况下，我们表明，BEC衰变是由不稳定的Bogoliubov模式的出现，而不是在更高的Floquet带散射，在最近的理论预测一致。当沿x和y方向摇动时，观察到的BEC消耗速率要高得多，而不是仅沿x方向或仅沿y方向摇动。这被理解为起源于沿着两个晶格方向的相互作用引起的不可分离性。我们还报告了爆炸的加热率在大驱动振幅，并提出了超越Bogoliubov理论的现象学描述。在这种强耦合状态下，圆形驱动器比对角驱动器加热得更快，这说明了加热对驱动器选择的非平凡依赖性。
2020-02-29 cond-mat.quant-gas quant-ph
Rice-Mele model with topological solitons in an optical lattice
研究了一维周期振动光晶格中的吸引超冷费米子。在适当的共振条件下，系统实现了Rice-Mele模型描述的典型二次物理。我们系统的重要特征是可能存在受控缺陷。它们导致产生具有分数粒子数的拓扑保护局域化模式。他们可能的实验签名进行了讨论。
2014-12-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
Degenerate Rabi spectroscopy of the Floquet engineered optical lattice clock
碱土金属原子具有很强的SU（N）对称性来模拟物理现象是其独特的优势之一，在系统中引入周期性的驱动模可以提供静态系统所不能达到的更丰富的SU（N）物理。然而，驱动模是否会破坏SU（N）对称性还缺乏讨论。在这里，我们实验研究了Floquet工程简并Sr-87光晶格时钟（OLC）通过周期性地摇动晶格。利用Rabi谱，我们发现不同塞曼子能级上的原子受到相同的驱动函数的调谐。同时，我们的实验结果表明，均匀分布的子级之间不会改变，尽管驱动。我们的实验演示可能铺平了道路，以实现有限元素剪裁SU（N）物理OLC系统。
2022-04-05 cond-mat.quant-gas
Topological Phase Transition and Charge Pumping in a One-Dimensional Periodically Driven Optical Lattice
拓扑量子系统的实验实现和超冷原子系统中拓扑不变量的检测一直是一个非常有吸引力的课题。在这项工作中，我们提出了一个方案，以实现拓扑不同的相位在双色光晶格受到周期性驱动的倾斜谐波振荡，这可以有效地描述了一个超晶格模型与可调长程跳跃过程。通过调节最近邻（NN）和次最近邻（NNN）跳变幅度的比值，系统经历了一个拓扑相变，并伴随着最低能带的拓扑数从-1到2的变化。利用慢时间周期调制，在不同的拓扑相位下，系统在充满带中出现了不同的量子化拓扑泵浦电荷（TPC）。我们的方案在目前的冷原子技术中是可以实现的。
2017-07-15 cond-mat.quant-gas
Simulation of nodal-line semimetal in amplitude-shaken optical lattices
随着拓扑半金属器件的发展，具有微带线环的半金属器件作为一种强有力的拓扑器件进入了人们的视野。提出了一种利用二维振幅振动二分六角光晶格中的超冷原子来模拟半金属的方法，该方法通过在一个六角光晶格上附加一个三角形光晶格，并周期性地调制三角形光晶格的强度和位置来实现.通过振幅振荡，在二分光晶格中引入一个时间反演的非稳定模，通过调整该模与六角晶格平凡模的比例，得到了半金属的时间反演非稳定模。通过计算有效哈密顿量的能谱，观察到随着振动参数的变化，狄拉克半金属向单线半金属的转变。研究了Berry曲率和Berry相位在相变过程中的变化，为实验测量相变提供了指导。通过对系统对称性的分析，研究了时间反演不稳定模式的出现。这一建议为研究纯的半金属半导体提供了一种不受其他能带影响的方法，有助于研究半金属半导体的表面态和体态的独特性质。
2020-08-27 cond-mat.quant-gas quant-ph
Synthetic Random Flux Model in a periodically-driven optical lattice
本文提出了一种在二维光晶格中实现的综合随机通量模型。本文从两种原子的玻色-哈伯德哈密顿量出发，讨论了如何利用系统参数的快周期调制来构造无规规范场。我们研究了这样一个系统的输运性质，并描述了时间反演对称性破缺和无序关联对安德森局域化长度的影响。
2017-09-11 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas quant-ph
Hidden Magnetism in Periodically Modulated One Dimensional Dipolar Fermions
实验实现的时间相关的超冷晶格系统铺平了道路，实现新的哈伯德一样的哈密顿量。研究表明，在一维双组分晶格偶极费米气体中，周期性调制的在位相互作用引起的长程排斥和关联跳跃之间的竞争使得奇异隐磁相的形成成为可能.磁性，其特点是唯一的字符串般的非局部序参量，表现在自己的电荷，并在自旋自由度，值得注意的。这种行为是启发，采用Luttinger理论和数值方法。至关重要的是，隐藏磁性存在的参数范围可以通过目前可用的实验装置和探针来达到。
2017-12-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Driving protocol for a Floquet topological phase without static counterpart
周期驱动系统在光晶格中起着重要的作用。在这些超冷原子系统中，驱动被用来创造各种有趣的行为，其中一个重要的例子是物质的拓扑状态。这样的Floquet拓扑相位有一个更丰富的分类，他们的平衡同行。虽然存在类似的平衡拓扑相，其特征在于陈数，相应的霍尔电导率，和保护边缘状态，有一个额外的可能性。这是一个相位，具有消失的陈数和没有霍尔电导率，但尽管如此主机异常拓扑边缘状态。由于实验上的困难与观察这样一个阶段，它还没有实验实现至今。在本文中，我们表明，光晶格被证明是一个很好的候选人，其实现和随后的观察，因为他们可以在一个可控的方式驱动。具体而言，我们提出了一个简单的摇动协议，用于实现这种特殊的Floquet阶段，讨论它的具体属性，并提出了一种方法来实验检测这个迷人的拓扑相，没有对应的平衡系统。
2017-04-02 cond-mat.quant-gas
2D spin-orbit coupling for ultracold atoms in optical lattices
自旋轨道耦合（SOC）是许多奇异能带结构的核心，可以产生具有拓扑有序的多体态。本文提出了一种基于微波驱动和晶格振动相结合的方法，用于实现具有反转对称性的超冷原子的二维时反不变SOC。我们发现，Rashba和Dresselhaus SOC的强度可以独立地调整在一个自旋相关的正方形晶格。更一般地说，我们的方法可以用来打开不同的自旋状态之间的差距，而不打破时间反演对称性。我们证明，这允许实现的拓扑绝缘体中存在的SOC，这是密切相关的凯恩-梅勒模型。
2017-01-17 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Spontaneous magnetization and anomalous Hall effect in an emergent Dice lattice
光晶格中的超冷原子可以用来模拟凝聚态中的各种物理现象。为了研究磁现象，人们需要设计合成场，因为原子是中性的。适当形状的光学势迫使原子模仿带电粒子在给定场中的运动。本文介绍了用于观测反常霍尔效应的人工规范场的实现。研究了两类相互吸引的超冷费米子在二维三角晶格中的囚禁问题。相互作用引起的隧穿和振动的组合可以导致涌现的Dice晶格。在这种晶格中，出现了交错的合成磁通量，并且可以通过外部参数来控制。所得到的合成场是非阿贝尔的。根据对交错磁通的调谐，我们可以获得反常的霍尔效应或其量子化形式。我们的研究结果让人联想到自旋轨道耦合铁磁体中的反常霍尔电导。
2015-04-15 cond-mat.quant-gas
Topological Creutz Ladder in a Resonantly Shaken 1D Optical Lattice
报道了在共振驱动的一维光晶格中超冷费米子原子的拓扑Creutz梯的实验实现。该两条腿的梯子由光晶格的两个最低轨道态组成，交叉腿间的链接是通过周期性晶格振动通过轨道之间的双光子共振耦合产生的。利用动量分辨的Ramsey型干涉测量，证明了梯形系统拓扑非平凡能带中的特征赝自旋缠绕。我们讨论了一种双音驱动方法来扩展腿间链路控制，并提出了一种拓扑电荷泵方案的Creutz梯形系统。
2019-02-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Floquet-Induced Superfluidity with Periodically Modulated Interactions of Two-Species Hardcore Bosons in a One-dimensional Optical Lattice
我们考虑了一维光晶格中两类具有密度依赖跳跃的硬核玻色子，并提出了利用时间周期驱动的实验实现方案。半整数填充的量子相图是通过结合不同的先进的数值模拟和解析计算确定的。我们发现，密度相关的跳跃减少诱导莫特绝缘体超流转变。对于负跳跃的一个以前未知的状态被发现，其中一个物种诱导的规范相的其他物种，这导致超流相的规范配对粒子。相应的实验签名进行了讨论。
2019-11-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Realization of strongly-interacting Meissner phases in large bosonic flux ladders
Ludwig-Maximilians-Universität（路德维希-马克西米利安大学）；Max-Planck-Institut für Quantenoptik（马克斯·普朗克量子光学研究所）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
本研究利用中性原子量子模拟器，在大规模玻色子磁通阶梯中实现了强相互作用的莫特-迈斯纳相，并通过实验观测到具有特征相互作用缩放的旋转向量，为拓扑量子物质的研究提供了新的方法。
2024-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Physical Realization of von Neumann Lattices in Rotating Dipole-blockaded Bose Gases
数学格，称为冯·诺依曼格，是相干态的子集，周期性地存在于相空间中。它不同于在物理系统中可观察到的固体或Abrikosov晶格。Abrikosov晶格是紧密堆积在晶格中的涡旋，其中通量量子通过单位晶胞。虽然Abrikosov晶格普遍存在于各种物理系统中，但在粒子间存在非局域相互作用的某些物理体系中，具有多通量量子的涡旋晶格比Abrikosov晶格更稳定。目前还没有理论能够描述这些涡旋晶格。在这里，我们开发了一个理论，这些涡旋晶格扩展冯诺依曼晶格的坐标空间与单位面积成正比的通量量子通过一个单位细胞。冯诺依曼晶格不仅表现出与Abrikosov晶格相同的物理性质，而且还描述了多通量量子通过一个单胞的涡旋晶格。通过对快速旋转的偶极阻塞气体的数值模拟，我们证实了在我们的模拟中显示的涡旋晶格是冯诺依曼晶格在坐标空间中的表示。我们期望我们的理论是一个起点，发展更复杂的涡格模型。例如，朗道级混合对涡旋晶格结构、超流液滴内部形成的涡旋以及双组分玻色-爱因斯坦凝聚体中涡旋物质的结构相变的影响将与此类发展相关。
2015-04-08 cond-mat.quant-gas
Discrete time crystal and perfect many-body tunneling in a periodically driven Heisenberg spin chain
本文在周期性驱动海森堡自旋链中解析研究了离散时间晶体序和完美多体隧穿，揭示了其鲁棒性、可调性及量子几何起源，并提出超冷原子实验方案。
2025-07-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Experimental engineering of Floquet topological phases in a one-dimensional optical lattice
International Center for Quantum Materials, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院量子材料国际中心）；Beijing Aerospace Institute for Metrology and Measurement Technology（北京航天计量测试技术研究所）；Hefei National Laboratory（合肥国家实验室）；School of Electronics Engineering and Computer Science, Peking University（北京大学电子工程与计算机科学学院）；International Quantum Academy（深圳国际量子学院）
研究通过多频控制实现一维异常Floquet拓扑相，利用晶格深度调制方案诱导阶梯状邻近轨道耦合，通过带倒转表面（BIS）解析Ramsey协议测量相对Floquet相位，验证多频控制在工程异常Floquet拓扑中的作用。
2026-04-07 cond-mat.quant-gas
Floquet engineering Hz-Level Rabi Spectra in Shallow Optical Lattice Clock
具有超高精度的量子精密测量通常要求在具有良好定义的量子态的超稳定环境中制备原子。因此，在光晶格时钟系统中，深晶格势用于捕获超冷原子。然而，如果在浅光晶格中实现原子钟，则由拉曼散射和高阶光位移引起的退相干可以显著减小。另一方面，在这样的晶格中，不同位置之间的隧穿可以导致额外的退相和拉比谱的强烈加宽。在这里，在我们的实验中，我们周期性地驱动浅$^{87}$ Sr光晶格时钟。与直觉相反，摇动系统可以使宽的谱线变形为具有5.4Hz线宽的尖锐峰。通过理论和实验的比较，我们证明了拉比频率和布洛赫带可以同时独立地调谐。我们的工作不仅为量子精密测量提供了新的思路，如在外层空间建立浅光晶格钟，而且为通过工程化奇异自旋轨道耦合实现物质新相的量子模拟铺平了道路。
2022-02-25 cond-mat.quant-gas quant-ph
Modified interactions in a Floquet topological system on a square lattice and their impact on a bosonic fractional Chern insulator state
提出了一种在周期驱动的光学正方晶格中实现超冷原子拓扑准能带结构的简单方案。它是基于一个圆形晶格在超晶格存在的情况下的振动，从而降低了其他所有位置的能量。拓扑带隙，这两个带与陈数$\pm 1$分开，是开放的方式特有的Floquet拓扑绝缘体，即，由有效的哈密顿量出现在一个高频展开的次引导顺序。这些术语对应于颗粒在一个驱动周期内多次隧穿的过程。这种过程与粒子相互作用的相互作用也产生了几种不同类型的新的相互作用项。对于具有在位相互作用的玻色子原子，它们包括以削弱在位排斥为代价引入的最近邻密度-密度相互作用以及密度辅助隧穿。利用精确对角化方法，我们研究了在最低能带半填充时，单个诱导相互作用项对玻色子分数陈氏绝缘体态稳定性的影响。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Non-Abelian gauge fields and topological insulators in shaken optical lattices
时间周期性的驱动，如晶格振动提供了一个低要求的方法来产生人工规范场的光晶格。我们确定了相关的对称性，必须打破的驱动功能，为此目的，并证明了这种方法的力量，使其应用到二维晶格系统的具体建议：我们展示了如何调整挫折，以及如何创建和控制带接触点，如狄拉克锥在动摇kagomé晶格。我们提出了一个拓扑和量子自旋霍尔绝缘体在一个动摇自旋相关的六角晶格实现。我们描述了如何强人工磁场可以实现，例如在一个正方形晶格，通过采用超晶格调制。最后，以自旋相关的正方晶格为例，我们发展了一种产生强非阿贝尔规范场的方法。
2012-08-01 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Parametric Instabilities in Resonantly-Driven Bose-Einstein Condensates
以共振方式振动光晶格为设计超冷原子气体的人工规范场和拓扑能带结构提供了一种有效而通用的方法。这一点最近通过实验实现了Harper-Hofstadter模型，该模型结合了光学超晶格和共振时间调制。将粒子间相互作用添加到这些工程能带系统中，预计将导致具有拓扑特征的强关联态，例如分数陈氏绝缘体。然而，相互作用和外部时间周期驱动之间的相互作用通常会引发剧烈的不稳定性和无法控制的加热，因此可能排除在实验中获得这种有趣的物质状态的可能性。本文研究了光晶格中共振驱动的玻色-爱因斯坦凝聚体系统的早期参量不稳定性。我们将基于Bogoliubov理论[PRX 7，021015（2017）]的方法应用并扩展到各种共振驱动带模型，从简单的振动Wannier-Stark阶梯到更有趣的驱动诱导Harper-Hofstadter模型。特别是，我们提供从头算的数值和分析预测这些专题模型的稳定性。这项工作揭示了一般功能，可以指导目前的实验稳定的操作制度。
2017-11-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
A Floquet-Rydberg quantum simulator for confinement in $\mathbb{Z}_2$ gauge theories
本研究提出一种基于周期性驱动Rydberg原子阵列的可扩展Floquet方案，用于模拟$\mathbb{Z}_2$格点规范理论中的实时禁闭动力学，并通过数值验证了其有效性与实验可行性。
2023-11-28 cond-mat.quant-gas hep-lat quant-ph
Chirally pinned flat bands, helical minibands, and bias-controlled topology of Jackiw-Rebbi states in a periodically modulated Dirac mass texture
Guangdong Basic Research Center of Excellence for Structure and Fundamental Interactions of Matter, Guangdong Provincial Key Laboratory of Quantum Engineering and Quantum Materials, School of Physics, South China Normal University（华南师范大学物理学院）；Guangdong-Hong Kong Joint Laboratory of Quantum Matter, Frontier Research Institute for Physics, South China Normal University（华南师范大学前沿物理研究院）
本文提出一种周期调制狄拉克质量纹理的正方晶格模型，结合平带与拓扑束缚态特性，分析其手征钉扎平带、螺旋微带及偏压控制拓扑，给出带宽特性并提出实验实现方案。
2026-10-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Unconventional Floquet topological phases from quantum engineering of band inversion surfaces
Floquet工程为实现没有静态对应物的新量子相位提供了工具箱，而传统的实现可能依赖于复杂的时间演化的操纵。在这里，我们提出了一个系统的和高精度的计划，实现非常规的Floquet拓扑相位的工程本地能带结构，特别是动量子空间称为带反转表面（BIS）。该方案基于一种新的体-边界对应关系，即对于一类一般的$d$维周期驱动系统，每个BIS中形成的局部拓扑结构唯一地决定了无间隙边界模式的特征.通过工程的BIS配置，我们展示了一种高效的方法来实现，操纵和检测新的Floquet拓扑相位。特别是，我们预测了一个二维（2D）异常Floquet谷霍尔相位进行平凡的全球散装拓扑不变量，但功能保护对传播的边缘状态在每个quasienergy gap。这种新型的2D相位的非常规性质进一步说明了边缘几何形状的依赖性和其鲁棒性的无序散射检查。同时，我们还预测和研究了具有谷保护的高维反常手征拓扑相。该方案为实现和设计超冷原子和其他量子模拟器的非常规Floquet拓扑相位开辟了一条新的途径。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas quant-ph
