論文の概要: Two dimensional sub-wavelength topological dark state lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.17096v2
• Date: Tue, 24 Jun 2025 17:13:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-25 13:29:37.710561
• Title: Two dimensional sub-wavelength topological dark state lattices
• Title（参考訳）: 2次元サブ波長トポロジカルダークステート格子
• Authors: Domantas Burba, Gediminas Juzeliūnas,
• Abstract要約: 我々は、スカラー電位と同じ領域に局在した合成磁場の狭く強いパッチを伴って、サブ波長クロニグ・ペニーのような幾何スカラー電位を生成する方法を示す。 これらの急激なピーク磁束は、反対符号の滑らかな背景磁場によって補償され、単位セル当たりのネット磁束はゼロとなる。 数値解析により、理想的なチャーンバンドの存在と、非断熱効果と損失に対するトポロジカル位相の堅牢性が確認された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a general framework for engineering two-dimensional (2D) sub-wavelength topological optical lattices using spatially dependent atomic dark states in a $\Lambda$-type configuration of the atom-light coupling. By properly designing the spatial profiles of the laser fields inducing coupling between the atomic internal states, we show how to generate sub-wavelength Kronig-Penney-like geometric scalar potential accompanied by narrow and strong patches of the synthetic magnetic field localized in the same areas as the scalar potential. These sharply peaked magnetic fluxes are compensated by a smooth background magnetic field of opposite sign, resulting in zero net flux per unit cell while still enabling topologically nontrivial band structures. Specifically, for sufficiently narrow peaks, their influence is minimum, and the behavior of the system in a remaining smooth background magnetic field resembles the Landau problem, allowing for the formation of nearly flat energy bands with unit Chern numbers. Numerical analysis confirms the existence of ideal Chern bands and the robustness of the topological phases against non-adiabatic effects and losses. This makes the scheme well-suited for simulating quantum Hall systems and fractional Chern insulators in ultracold atomic gases, offering a new platform for exploring strongly correlated topological phases with high tunability.
• Abstract（参考訳）: 原子-光結合の$\Lambda$-type構成において,空間依存性の原子暗黒状態を用いた2次元(2次元)サブ波長トポロジカル格子を設計するための一般的な枠組みを提案する。 原子内部状態間の結合を誘導するレーザー磁場の空間的プロファイルを適切に設計することにより、スカラー電位と同じ領域に局在する合成磁場の狭く強いパッチを伴って、サブ波長のクロニグ・ペニーのような幾何スカラーポテンシャルを生成する方法を示す。 これらの急激なピークの磁束は反対符号の滑らかな背景磁場によって補償され、結果として単位セル当たりのネットフラックスはゼロとなり、位相的に非自明なバンド構造が可能である。 特に、十分に狭いピークでは、その影響は最小であり、残りの滑らかな背景磁場における系の挙動はランダウ問題に似ており、単位チャーン数でほぼ平坦なエネルギーバンドを形成することができる。 数値解析により、理想的なチャーンバンドの存在と、非断熱効果と損失に対するトポロジカル位相の堅牢性が確認された。 このスキームは超低温の原子ガス中の量子ホール系とチャーン絶縁体のシミュレーションに適しており、高いチューニング性を持つ強い相関した位相位相を探索するための新しいプラットフォームを提供する。

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