論文の概要: Gain/loss effects on spin-orbit coupled ultracold atoms in
two-dimensional optical lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.01216v3
- Date: Fri, 17 Jun 2022 09:37:36 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-02 07:42:57.198397
- Title: Gain/loss effects on spin-orbit coupled ultracold atoms in
two-dimensional optical lattices
- Title（参考訳）: 2次元光学格子におけるスピン軌道結合超低温原子のゲイン/ロス効果
- Authors: Zhi-Cong Xu, Ziyu Zhou, Enhong Cheng, Li-Jun Lang, Shi-Liang Zhu
- Abstract要約: 本研究では, 対応する非エルミート強結合モデルについて検討し, システムの諸特性に対する利得/損失効果を評価する。
従来のバルク境界対応は,非エルミート皮膚効果の欠如により,オンサイトゲイン/ロスのみでは崩壊しないことがわかった。
状態依存型原子損失の技術的アクセシビリティを考えると、このモデルは現在のコールド原子実験で実現できる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5249805590164902
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Due to the fundamental position of spin-orbit coupled ultracold atoms in the
simulation of topological insulators, the gain/loss effects on these systems
should be evaluated when considering the measurement or the coupling to the
environment. Here, incorporating the mature gain/loss techniques into the
experimentally realized spin-orbit coupled ultracold atoms in two-dimensional
optical lattices, we investigate the corresponding non-Hermitian tight-binding
model and evaluate the gain/loss effects on various properties of the system,
revealing the interplay of the non-Hermiticity and the spin-orbit coupling.
Under periodic boundary conditions, we analytically obtain the topological
phase diagram, which undergoes a non-Hermitian gapless interval instead of a
point that the Hermitian counterpart encounters for a topological phase
transition. We also unveil that the band inversion is just a necessary but not
sufficient condition for a topological phase in two-level spin-orbit coupled
non-Hermitian systems. Because the nodal loops of the upper or lower two
dressed bands of the Hermitian counterpart can be split into exceptional loops
in this non-Hermitian model, a gauge-independent Wilson-loop method is
developed for numerically calculating the Chern number of multiple degenerate
complex bands. Under open boundary conditions, we find that the conventional
bulk-boundary correspondence does not break down with only on-site gain/loss
due to the lack of non-Hermitian skin effect, but the dissipation of chiral
edge states depends on the boundary selection, which may be used in the control
of edge-state dynamics. Given the technical accessibility of state-dependent
atom loss, this model could be realized in current cold-atom experiments.
- Abstract（参考訳）: トポロジカル絶縁体のシミュレーションにおけるスピン軌道結合型超低温原子の基本的な位置から, これらのシステムに対するゲイン/ロス効果は, 測定や環境への結合を考慮して評価する必要がある。
そこで, 実験により得られたスピン軌道結合超低温原子に, 成熟したゲイン/ロス技術を適用し, 対応する非エルミタン強結合モデルについて検討し, システムの諸特性に対するゲイン/ロス効果を評価し, 非ハーミティシティとスピン軌道結合の相互作用を明らかにする。
周期境界条件下では,エルミート相が位相相転移に遭遇する点ではなく,非エルミートギャップのない区間となる位相相図を解析的に求める。
また、2レベルスピン軌道結合非エルミート系における位相位相位相に対するバンド反転は必要だが十分ではないことも明らかにした。
この非エルミートモデルでは、上面と下面の2つの装束のノードループを例外ループに分割できるため、多重縮退複素バンドのチャーン数を数値計算するゲージ非依存のWilson-loop法が開発された。
開境界条件下では, 従来のバルク境界対応は非エルミート皮膚効果の欠如のため, オンサイトゲイン/ロスのみでは崩壊しないが, キラルエッジ状態の散逸は境界選択に依存しており, エッジ状態ダイナミクスの制御に利用することができる。
状態依存型原子損失の技術的アクセシビリティを考えると、このモデルは現在のコールド原子実験で実現できる。
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