論文の概要: Chirality-induced emergent spin-orbit coupling in topological atomic lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.09303v2
• Date: Mon, 16 Dec 2024 21:08:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-18 13:54:59.075358
• Title: Chirality-induced emergent spin-orbit coupling in topological atomic lattices
• Title（参考訳）: トポロジカル原子格子におけるキラル性誘起スピン軌道カップリング
• Authors: Jonah S. Peter, Stefan Ostermann, Susanne F. Yelin,
• Abstract要約: V型原子の格子中の光励起は、幾何がキラルであるときにスピン軌道の創発的な結合を示す。 キラル性によって引き起こされるスピン軌道結合は、基礎となる格子幾何学のキラル性または好適に選択された外部量子化軸とのアキラル格子の組み合わせから生じる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Spin-orbit coupling is of fundamental interest in both quantum optical and condensed matter systems alike. In this work, we show that optically induced electronic excitations in lattices of V-type atoms exhibit an emergent spin-orbit coupling when the geometry is chiral. This spin-orbit coupling arises naturally from the electric dipole interaction between the atomic sites and leads to a nontrivial topology for the lattice band structure. Using a general quantum optical model, we determine analytically the conditions that give rise to spin-orbit coupling and characterize the behavior under various symmetry transformations. We demonstrate that chirality-induced spin-orbit coupling can result from either the chirality of the underlying lattice geometry or the combination of an achiral lattice with a suitably chosen external quantization axis. We then discuss how these results are influenced by dissipation, which breaks time-reversal symmetry and illuminates the distinction between true and false chirality. Our results demonstrate that chiral atom arrays are a robust platform for realizing spin-orbit-coupled topological states of matter.
• Abstract（参考訳）: スピン軌道結合は、量子光学系と凝縮物質系の両方に基本的な関心を持つ。 本研究では、V型原子格子中の光誘起電子励起が、構造がキラルであるときにスピン軌道カップリングを示すことを示す。 このスピン軌道結合は、原子サイト間の電気双極子相互作用から自然に生じ、格子バンド構造に対する非自明なトポロジーをもたらす。 一般的な量子光学モデルを用いて、スピン軌道結合を引き起こす条件を解析的に決定し、様々な対称性変換の下での挙動を特徴づける。 キラル性によって引き起こされるスピン軌道結合は、基礎となる格子幾何学のキラル性または好適に選択された外部量子化軸とのアキラル格子の組み合わせから生じる。 次に、これらの結果は、時間反転対称性を破り、真のキラリティと偽のキラリティの区別を照らす散逸の影響について論じる。 以上の結果から, キラル原子配列はスピン軌道結合型トポロジカルな物質状態を実現するための頑健なプラットフォームであることが示された。

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