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物理学 > 光学

arXiv:2507.12131 (physics)
[提交于 2025年7月16日 ]

标题: 驱动诱导的非局域相互作用与扩展双占据子的拓扑体输运

标题: Drive-induced Non-local Interactions and Topological Bulk Transport of Extended Doublons

Authors:Julius Beck, Matthias Heinrich, Marcus J. Meschede, Helena Drüeke, Francesco S. Piccioli, Sebastian Weidemann, Joshua Feis, Dieter Bauer, Alexander Szameit
摘要: 拓扑系统中边界态的存在及其对保持对称性的扰动的保护是一个显著特征。 虽然这一概念最初是在凝聚态物理中的单粒子现象背景下出现的,但粒子间的相互作用最近被识别为建立拓ological相的替代方法。 因此,非线性拓扑绝缘体作为许多相互作用粒子的模型系统引起了广泛关注。 然而,由于它们的平均场模型在粒子数较少时不可避免地失效,迄今为止,仅由少量相互作用粒子组成的拓扑态在实验上仍大多未被探索。 在我们的工作中,我们研究了扩展相互作用引起的双粒子拓扑态的物理性质,即所谓的双子。 我们通过人工光子固体中的非绝热周期驱动和维度映射实验实现了非局域相互作用。 在特定局部相互作用强度下观察到了扩展双子准粒子的共振形成,这使我们能够通过系统的体内探测这些实体的拓扑保护运动。 我们的方法兼容多种已建立的实验平台,并为研究具有有限相互作用强度的拓扑少粒子现象铺平了道路。
摘要: The existence of boundary states and their protection against symmetry-preserving perturbations are a hallmark feature of topological systems. While this concept originally emerged in the context of sin-gle-particle phenomena in condensed-matter physics, particle interactions have recently been identi-fied as alternative means to establish topological phases. As a consequence, nonlinear topological insu-lators gained much interest as a model system for many interacting particles. However, as their mean-field model inevitably breaks down for small numbers of particles, to date, topological states composed of only few interacting particles remain experimentally largely unexplored. In our work, we explore the physics of extended interaction-induced two-particle topological states, so-called Dou-blons. We experimentally implement non-local-interactions via non-adiabatic periodic driving and dimensional mapping in an artificial photonic solid. The resonant formation of extended Doublon qua-si-particles at specific local interaction strengths is observed, allowing us to probe the topologically protected motion of these entities through the bulk of the system. Our approach is compatible to a number of established experimental platforms and paves the way for studying topological few-particle phenomena with finite interaction strength.
主题: 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:2507.12131 [physics.optics]
  (或者 arXiv:2507.12131v1 [physics.optics] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.12131
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI(待注册)

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来自: Alexander Szameit [查看电子邮件]
[v1] 星期三, 2025 年 7 月 16 日 11:00:25 UTC (2,177 KB)
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