論文の概要: Topology-ferrimagnetism intertwining via weak interactions in Lieb lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.00291v1
- Date: Mon, 30 Jun 2025 22:00:10 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-04 15:37:14.779195
- Title: Topology-ferrimagnetism intertwining via weak interactions in Lieb lattices
- Title（参考訳）: リーブ格子における弱い相互作用を介して交わる位相・強磁性
- Authors: Lei Chen, Bei-Bei Wang, Jianmin Yuan, Long Zhang, Jinsen Han, Yongqiang Li,
- Abstract要約: スピン軌道結合型リーブ格子における磁気トポロジカル状態の研究のための実験的なプラットフォームを提案する。
チャーン数とボット指数で定量化した位相特性の共存を自発対称性を破る順序で観察する。
強相関系における対称性破壊状態とトポロジカル秩序の相互作用を探索する方法を考察した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.089839767844488
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A common wisdom about quantum many-body systems is that emergent phases typically fall into either the Landau-Ginzburg paradigm or topological classifications. Experimentally realizing the intertwined emergence of spontaneous symmetry breaking and topological order remains challenging. Here, we present an experimentally accessible platform for studying magnetic topological states in a spin-orbit-coupled Lieb lattice. Remarkably, we observe the coexistence of topological characteristics, quantified by the Chern number and Bott index, with spontaneous symmetry-breaking orders, such as ferrimagnetism, in the many-body ground states. Computational analyses combining dynamical mean-field theory and Hartree-Fock approximations reveal a pronounced parameter regime where magnetic topological insulators emerge even under weak interactions. This unconventional phenomenon originates from the Lieb lattice's unique band structure, which facilitates the synergy between interaction-driven symmetry breaking and spin-orbit coupling induced band inversion. Crucially, spin polarization and spin winding co-emerge as inherently coupled phenomena due to their shared origin in the same interacting, spinful atoms. We further propose a specific experimental implementation scheme for ultracold atoms, utilizing currently available Raman lattice techniques. Our findings pave the way for exploring the interplay between symmetry-broken states and topological order in strongly correlated systems.
- Abstract（参考訳）: 量子多体系に関する一般的な知恵は、創発相は通常ランダウ・ギンズバーグパラダイムまたは位相分類に該当するということである。
自発的対称性の破れとトポロジカル秩序の中間的な出現を実験的に認識することは依然として困難である。
ここでは、スピン軌道結合型リーブ格子における磁気トポロジカル状態を研究するための実験的なプラットフォームを提案する。
顕著なことに、多体基底状態において、チャーン数とボット指数によって定量化されたトポロジカルな特性の共存を、フェリ磁性のような自発的対称性を破る順序で観察する。
力学平均場理論とハートリー・フォック近似を組み合わせた計算解析により、磁気トポロジカル絶縁体が弱い相互作用の下でも出現する明らかなパラメータ状態が明らかとなる。
この異例な現象は、相互作用駆動対称性の破れとスピン軌道結合誘起バンドの反転の間の相乗効果を促進するリーブ格子のユニークなバンド構造に由来する。
重要なことに、スピン偏光とスピン巻きは、相互作用するスピンフル原子の共有起源のため、本質的に結合した現象として共存する。
さらに、現在利用可能なラマン格子技術を利用して、超低温原子の特定の実験的実装手法を提案する。
強相関系における対称性破壊状態とトポロジカル秩序の相互作用を探索する方法を考察した。
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