論文の概要: Programmable Gauge-Field Textures with Ultracold Atoms in Momentum Space

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.15124v1
• Date: Sat, 13 Jun 2026 05:33:15 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-16 16:21:32.864326
• Title: Programmable Gauge-Field Textures with Ultracold Atoms in Momentum Space
• Title（参考訳）: モメンタム空間における超低温原子を用いたプログラム可能なゲージフィールドテクスチャ
• Authors: Hongru Wang, Hang Li, Yichen Pan, Yuyan Luo, Bryce Gadway, Tao Chen, Bo Yan,
• Abstract要約: 超低温の原子を持つ合成ゲージ場は、量子物質への経路を提供する。 ピエルス相パターンを局所的に制御した超低温原子の高プログラム性2次元運動量格子を実験的に実現した。 弾道性から強いフラックス修飾バルク力学へのクロスオーバーが抑制輸送によって観測される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.498981086336327
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Synthetic gauge fields with ultracold atoms offer a route to quantum matter in which electromagnetic environments can be designed rather than merely imposed. While the Harper-Hofstadter model has been realized in several cold-atom systems, existing implementations are largely limited to spatially uniform magnetic fluxes. Here we experimentally realize a highly programmable two-dimensional momentum-state lattice of ultracold atoms with local control over the Peierls phase pattern, enabling direct implementation of Harper-Hofstadter Hamiltonians with tunable and spatially structured synthetic gauge fields. We observe a crossover from ballistic to strongly flux-modified bulk dynamics with suppressed transport. By introducing a synthetic electric field through site-dependent energy gradients, we further demonstrate Hall-type transverse drift arising from the interplay between electric and magnetic fields. In addition, we engineer a synthetic flux domain wall separating regions with opposite magnetic fluxes and observe anisotropic propagation guided along the interface. These results move cold-atom gauge-field engineering from uniform magnetic backgrounds toward designer gauge textures, providing an experimental setting for transport across programmable topological interfaces.
• Abstract（参考訳）: 超低温の原子を持つ合成ゲージ場は、単に課せられるのではなく、電磁環境を設計できる量子物質への経路を提供する。 Harper-Hofstadterモデルはいくつかの低温原子系で実現されているが、既存の実装は空間的に均一な磁束に限られている。 ここでは、ピールズ位相パターンを局所的に制御した超低温原子の高度にプログラム可能な2次元運動量格子を実験的に実現し、可変かつ空間的に構造化された合成ゲージ場を持つハーパーホフスタッター・ハミルトンの直接実装を可能にした。 弾道性から強いフラックス修飾バルク力学へのクロスオーバーが抑制輸送によって観測される。 位置依存性のエネルギー勾配を通じて合成電場を導入することにより、電場と磁場の相互作用から生じるホール型横流を更に実証する。 さらに, 対向磁束を持つ領域を分離し, 界面に沿って誘導される異方性伝搬を観察する合成磁束領域壁を設計した。 これらの結果は、低温原子ゲージ場工学を均一な磁気背景からデザイナーゲージテクスチャへと移動させ、プログラム可能なトポロジカルインタフェースを横断する輸送の実験的な設定を提供する。

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