論文の概要: Dissipative preparation of a Floquet topological insulator in an optical lattice via bath engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.03739v3
• Date: Wed, 5 Jun 2024 17:35:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-07 04:26:20.272995
• Title: Dissipative preparation of a Floquet topological insulator in an optical lattice via bath engineering
• Title（参考訳）: バス工学による光格子中のフロケットトポロジカル絶縁体の散逸性
• Authors: Alexander Schnell, Christof Weitenberg, André Eckardt,
• Abstract要約: フロケット工学は、光学格子中の電荷ニュートラル原子を実現するための重要なツールである。 駆動散逸系はトポロジカル絶縁体に近似することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Floquet engineering is an important tool for realizing topologically nontrivial band structures for charge-neutral atoms in optical lattices. However, the preparation of a topological-band-insulator-type state of fermions, with one nontrivial quasi-energy band filled completely and the others empty, is challenging as a result of both driving induced heating as well as imperfect adiabatic state preparation (with the latter induced by the unavoidable gap closing when passing the topological transition). An alternative procedure that has been proposed is to prepare such states dissipatively, i.e. as a steady state that emerges when coupling the system to reservoirs. Here we discuss a concrete scheme that couples the system to a weakly interacting Bose condensate given by second atomic species acting as a heat bath. Our strategy relies on the engineering of the potential for the bath particles, so that they occupy weakly coupled tubes perpendicular to the two-dimensional system. Using Floquet-Born-Markov theory, we show that the resulting nonequilibrium steady state of the driven-dissipative system approximates a topological insulator. We even find indications for the approximate stabilization of an anomalous Floquet topological insulator, a state that is impossible to realize in equilibrium.
• Abstract（参考訳）: フロケット工学は、光学格子中の電荷ニュートラル原子のトポロジカルに非自明なバンド構造を実現するための重要なツールである。 しかし, 非自明な準エネルギー帯を完全充填したフェルミオンのトポロジカルバンド絶縁体型状態の調製は, 駆動加熱と不完全な断熱状態(トポロジカル遷移が通過する際の不可避ギャップ閉鎖によって引き起こされる)により困難である。 提案された別の手順は、そのような状態、すなわちシステムと貯水池を結合する際に生じる定常状態として散逸的に準備することである。 ここでは、熱浴として働く第2の原子種によって与えられる弱相互作用するボース凝縮物にシステムを結合する具体的なスキームについて論じる。 我々の戦略は、浴室粒子のポテンシャルのエンジニアリングに依存しており、2次元系に垂直な弱い結合管を占有する。 Floquet-Born-Markov理論を用いて、駆動散逸系の結果として生じる非平衡定常状態がトポロジカル絶縁体に近似することを示す。 異常なフロケ位相絶縁体の近似安定化の兆候も見いだすが、これは平衡で実現不可能な状態である。

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