二维晶格中量子粒子的Wannier-Stark态

单格元规范通量插入和拓扑Wannier循环的实验实现

Experimental realization of single-plaquette gauge flux insertion and topological Wannier cycles

规范场是我们宇宙和各种材料的基础科学的核心。例如，劳克林的规范通量插入的盖丹肯实验在理解量子霍尔效应方面发挥了重要作用。规范通量插入到单个单胞中，虽然对于检测奇异量子相位以及对于量子动力学和经典波的最终控制至关重要，但是尚未在实验室中实现。在这里，我们报告的实验实现规范磁通插入到一个单一的plaquette在格点系统的规范相位范围从0到2 pi，这是通过一种新的方法实现的基础上三个连续的程序：尺寸扩展，创建一个工程位错和降维。此外，我们发现单格元规范通量插入导致了一种新的现象，称为拓扑Wannier循环，即，循环谱流穿过多个带隙，这些带隙表现为元胞上的拓扑边界态（TBS）。这种拓扑Wannier循环出现，只有当Wannier中心是封闭的通量携带plaquette。利用声学超材料和多功能的泵浦-探测测量，我们观察到的拓扑Wannier循环，通过检测以各种方式的TBS和确认单格元规范通量插入通过测量的规范相位积累的plaquette。我们的工作揭示了一个前所未有的制度格规范系统和一个基本的拓扑响应，可以使未来的研究人工规范场和拓扑材料。