論文の概要: Intertwined Space-Time Symmetry, Orbital Magnetism and Dynamical Berry Curvature in a Circularly Shaken Optical Lattice

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.01822v2
• Date: Sat, 10 Jul 2021 00:55:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-22 05:36:10.504100
• Title: Intertwined Space-Time Symmetry, Orbital Magnetism and Dynamical Berry Curvature in a Circularly Shaken Optical Lattice
• Title（参考訳）: 円柱状光格子における空間時間対称性、軌道磁気、動的ベリー曲率
• Authors: Hua Chen and W. Vincent Liu
• Abstract要約: 2+1)次元空間時間格子である2次元光学格子の円形揺らぎについて検討する。 交叉型時空対称性はさらに発見され、一般化されたブロッホ・フロケの定理で解決されたスペクトルの縮退を解明する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0892060344874492
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study the circular shaking of a two dimensional optical lattice, which is essentially a (2+1) dimensional space-time lattice exhibiting periodicities in both spatial and temporal dimensions. The near-resonant optical shaking considered here dynamically couples the low-lying $s$ band and the first excited $p$ bands by transferring a photon of shaking frequency. The intertwined space-time symmetries are further uncovered to elucidate the degeneracy in the spectrum solved with the generalized Bloch-Floquet theorem. Setting the chirality of circular shaking explicitly breaks time reversal symmetry and lifts the degeneracy of $p_\pm = p_x \pm ip_y$ orbitals, leading to the local circulation of orbital magnetism, i.e the imbalanced occupation in $p_\pm$ orbitals. Moreover, the dynamics of Berry connection is revealed by the time evolution of the Berry curvature and the polarization, which have physical observable effects in experiments. Interestingly, the dynamics is found characterized by a universal phase shift, governed by the time screw rotational symmetry involving a fractional translation of time. These findings suggest that the present lattice-shaking scheme provides a versatile platform for the investigation of the orbital physics and the symmetry-protected dynamics.
• Abstract（参考訳）: 空間的および時間的次元において周期性を示す(2+1)次元の時空格子である2次元光学格子の円形揺動について検討する。 ここで考慮された近共振光揺らぎは、振動周波数の光子を転送することで、低次の$s$バンドと最初の$p$バンドを動的に結合する。 交叉型時空対称性はさらに発見され、一般化されたブロッホ・フロケの定理で解決されたスペクトルの縮退を解明する。 円揺動のキラリティの設定は、時間反転対称性を明示的に破壊し、 $p_\pm = p_x \pm ip_y$ 軌道の縮退を持ち上げ、軌道磁気の局所循環、すなわち $p_\pm$ 軌道の非平衡占有をもたらす。 さらに, ベリー接続のダイナミクスは, ベリー曲率の時間発展と, 実験において物理的に観測可能な効果を持つ分極によって明らかにされる。 興味深いことに、動力学は、時間の分数変換を伴う時間ねじ回転対称性によって制御される普遍的な位相シフトによって特徴づけられる。 これらの結果は、現在の格子シェイキングスキームが軌道物理学と対称性に保護されたダイナミクスを研究するための多用途なプラットフォームであることを示唆している。

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