論文の概要: Higher-order topological Peierls insulator in a two-dimensional atom-cavity system

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.03409v1
• Date: Fri, 5 May 2023 10:25:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-08 14:30:43.492638
• Title: Higher-order topological Peierls insulator in a two-dimensional atom-cavity system
• Title（参考訳）: 2次元原子空洞系における高次トポロジカルピエルス絶縁体
• Authors: Joana Fraxanet, Alexandre Dauphin, Maciej Lewenstein, Luca Barbiero and Daniel Gonz\'alez-Cuadra
• Abstract要約: 我々は、光子を介する相互作用が原子基底状態におけるプラケット配位結合パターンをいかに生み出すかを示す。 このパターンは2Dの非自明なトポロジカルギャップを開き、高次トポロジカル位相ホストコーナー状態をもたらす。 我々の研究は、原子量子シミュレータがいかにして、新しい強相関な位相現象を研究することができるかを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In this work, we investigate a two-dimensional system of ultracold bosonic atoms inside an optical cavity, and show how photon-mediated interactions give rise to a plaquette-ordered bond pattern in the atomic ground state. The latter corresponds to a 2D Peierls transition, generalizing the spontaneous bond dimmerization driven by phonon-electron interactions in the 1D Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model. Here the bosonic nature of the atoms plays a crucial role to generate the phase, as similar generalizations with fermionic matter do not lead to a plaquette structure. Similar to the SSH model, we show how this pattern opens a non-trivial topological gap in 2D, resulting in a higher-order topological phase hosting corner states, that we characterize by means of a many-body topological invariant and through its entanglement structure. Finally, we demonstrate how this higher-order topological Peierls insulator can be readily prepared in atomic experiments through adiabatic protocols. Our work thus shows how atomic quantum simulators can be harnessed to investigate novel strongly-correlated topological phenomena beyond those observed in natural materials.
• Abstract（参考訳）: 本研究では,光キャビティ内の超低温ボソニック原子の二次元系を調査し,光子相互作用が原子基底状態においてプラーペット秩序の結合パターンをいかに生み出すかを示す。 後者は2次元ピエルス転移に対応し、1D Su-Schrieffer-Heeger (SSH) モデルにおけるフォノン-電子相互作用によって誘導される自発的な結合二量体化を一般化する。 ここで原子のボソニック性は相を生成する上で重要な役割を果たすが、フェルミオン性物質との類似した一般化はプラーペット構造を導くことはない。 SSHモデルと同様に、このパターンが2Dの非自明な位相ギャップを開き、多体位相不変量とエンタングルメント構造によって特徴付けられる高次位相ホストコーナー状態をもたらすことを示す。 最後に, この高次位相パイエルス絶縁体が, 断熱プロトコルを用いて原子実験で容易に作成できることを示す。 そこで本研究では, 原子量子シミュレータを用いて, 天然物質以外の新しい強相関型トポロジカル現象を解明する。

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