論文の概要: Circular dichroism on the edge of quantum Hall systems: From many-body Chern number to anisotropy measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.04639v2
- Date: Thu, 04 Sep 2025 20:11:07 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-09-08 14:27:25.003986
- Title: Circular dichroism on the edge of quantum Hall systems: From many-body Chern number to anisotropy measurements
- Title（参考訳）: 量子ホール系の端における円二色性:多体チャーン数から異方性測定へ
- Authors: F. Nur Ünal, A. Nardin, N. Goldman,
- Abstract要約: 閉じ込められた孤立量子ホール系の二色応答について検討する。
エッジ応答が適切に分離されると、円二色信号は量子化される。
我々は超低温原子に適した検出手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum Hall states are characterized by a topological invariant, the many-body Chern number, which determines their quantized Hall conductivity. This invariant also emerges in circular dichroic responses, namely, by applying a circular drive and comparing excitation rates for opposite orientations. This work explores the dichroic response of confined, isolated quantum Hall systems, where bulk and edge contributions cancel exactly: When the edge response is properly isolated, the circular dichroic signal becomes quantized, serving as a direct and elegant probe of the many-body Chern number encoded in the edge physics. We demonstrate that this quantized edge response is entirely captured by low-energy chiral edge modes, allowing for a universal description of this effect based on Wen's edge theory. Its low-energy nature implies that the quantized edge response can be distinguished from the bulk response in the frequency domain. The edge response is also shown to be a sensitive diagnostic of geometric features. This opens the possibility of characterizing the shape of quantum Hall droplets through edge spectroscopic measurements, without requiring knowledge of the system's boundary profile. We illustrate our findings using realistic models of integer and fractional Chern insulators, with different edge geometries, and propose detection schemes suitable for ultracold atoms.
- Abstract（参考訳）: 量子ホール状態は、その量子化されたホール伝導度を決定する多体チャーン数という位相不変量によって特徴づけられる。
この不変量もまた円二色性反応、すなわち円ドライブを適用し、反対方向の励起速度を比較することによって現れる。
エッジ応答が適切に分離されたとき、円二色信号は量子化され、エッジ物理学で符号化された多体チャーン数の直接的かつエレガントなプローブとして機能する。
我々は、この量子化されたエッジ応答が低エネルギーのカイラルエッジモードによって完全に捕捉され、ウェンのエッジ理論に基づくこの効果の普遍的な記述を可能にすることを実証した。
その低エネルギー性は、量子化されたエッジ応答が周波数領域のバルク応答と区別できることを意味する。
エッジ応答は幾何学的特徴の繊細な診断でもある。
これにより、システムの境界プロファイルの知識を必要とせず、エッジ分光測定により量子ホール滴の形状を特徴づけることが可能となる。
本研究は, 端面の異なる整数および分数チャーン絶縁体の現実モデルを用いて検討し, 超低温原子に適した検出手法を提案する。
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