Zusammenfassung - Zwischenlöschen des vestigialen Ordnungs in einem chiralen Atomischen Suprakristall in einem doppelten Tal-Optischen Gitter

Zwischenlöschen des vestigialen Ordnungs in einem chiralen Atomischen Suprakristall in einem doppelten Tal-Optischen Gitter

2025-07-10 07:29:47

{"Zhongcheng Yu","Chengyang Wu","Chi Zhang","Xiaopeng Li","Xiaoji Zhou"}

{cond-mat.quant-gas}

Die Studie untersucht die thermischen Phasenumwandlungen eines chiralen atomaren Supraleiters in einem doppelten Tal-Optischen Gitter mittels ultrakalten bosonischen Atomen. Das System mit U(1)- und Zeitumkehrsymmetrie Z2 bildet in seinem Grundzustand einen chiralen Supraleiter. Durch die Anpassung der Temperatur beobachteten die Forscher das Verschwinden der verbleibenden Ordnung, das zunächst in einen paramagnetischen Supraleiter und dann in eine normale Phase überging. Die Supraleit- und Ising-Übergangstemperaturen wurden über verschiedene Anregungsfrequenzen gemessen, wobei gezeigt wurde, dass die kritische Temperatur des Supraleitübergangs stets höher ist als die des Ising-Übergangs im untersuchten Bereich. Wenn die Frequenz nahe an der Resonanz lag, verringerte sich die Ising-Übergangstemperatur, während die Supraleit-Übergangstemperatur fast unverändert blieb. Die beiden Phasenumwandlungen verschmolzen bei großer Detuning zu einem einzigen Übergang, was auf reiche Quanten-Vielfachkörperphysik hindeutet, die durch die Wechselwirkung von Quanten- und thermischen Fluktuationen in periodisch angetriebenen Quantensystemen bedingt ist. Die Forscher überlagerten s- und p-Orbitale, indem sie ein einimensionales Optisches Gitter schüttelten, und erzeugten so eine sp-hybride Floquet-Band mit doppeltem Tal-Dispersionsverhalten. Das Bose-Einstein-Kondensat (BEC) wurde durch adiabatische Ladung ultrakalter Atome in das geschüttelte Optische Gitter hergestellt. Die Bandbreite und die effektiven Wechselwirkungen der Atome waren durch die Änderung der Anregungsfrequenz veränderbar. Um thermische Phasenumwandlungen zu untersuchen, wurde die Temperatur des atomaren Systems durch einen zweistufigen Verdampfungskühlprozess kontrolliert. Bei niedrigen Temperaturen entwickelte das System einen Kondensat in einem einzigen Tal der Floquet-Band, was zu einem chiralen atomaren Supraleitzustand führte, der sowohl die Zeitumkehrsymmetrie Z2 als auch die Phasen-U(1)-Symmetrie brach. Mit steigender Temperatur trat das Verschwinden der verbleibenden Ordnung auf, wobei zunächst die Zeitumkehrsymmetrie wiederhergestellt wurde, gefolgt von der Supraleitordnung. Die kritische Temperatur des Supraleitübergangs erwies sich als höher als die des Ising-Übergangs im untersuchten Parameterbereich. Das Phasendiagramm des sp-Orbitalhybrid-Systems wurde durch die Kontrolle der Temperatur und der Anregungsfrequenz des Systems kartiert. Die Ergebnisse deuten auf reiche Quanten-Vielfachkörperphysik bei endlichem Temperatur in Multiorbital-Atomssystemen hin, bieten eine kontrollierbare Plattform zur Untersuchung der fluktuationsbedingten Aufhebung der verbleibenden Ordnung und liefern neue Einblicke in die thermische Phasenstruktur mehrorbtaler Supraleiter, die für ungewöhnliche Supraleitfähigkeit relevant sind.