Résumé - Mélange vestigial de l'ordre dans un superfluide atomique chirale dans un réseau optique à deux vallées

Mélange vestigial de l'ordre dans un superfluide atomique chirale dans un réseau optique à deux vallées

2025-07-10 07:29:47

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

{cond-mat.quant-gas}

L'étude investigate les transitions de phase thermiques d'un superfluide atomique chirale dans un réseau optique à deux vallées en utilisant des atomes bosoniques ultraglaciaux. Le système, avec des symétries U(1) et de temps-reversal Z2, forme un superfluide chirale dans son état fondamental. En ajustant la température, les chercheurs ont observé la fusion de l'ordre vestigial, passant d'abord à un superfluide paramagnétique puis à une phase normale. Les températures de transition superfluide et Ising ont été mesurées à travers diverses fréquences d'excitation, révélant que la température critique de transition superfluide est toujours supérieure à celle de transition Ising dans l'intervalle étudié. À mesure que la fréquence approche la résonance, la température de transition Ising diminue, tandis que la température de transition superfluide reste presque inchangée. Les deux transitions de phase se fusionnent en une seule transition à déséquilibrage important, indiquant une riche physique quantique à many-body due à l'interaction des fluctuations quantiques et thermiques dans les systèmes quantiques périodiquement excités. Les chercheurs ont superposé des orbitales s et p en secouant un réseau optique unidimensionnel, créant une bande Floquet sp-hybride avec une dispersion à double vallée. Le condensat de Bose-Einstein (BEC) a été préparé en chargeant adiabatiquement des atomes ultraglaciaux dans le réseau optique secoué. La largeur de bande et les interactions efficaces des atomes étaient réglables en variant la fréquence d'excitation. Pour étudier les transitions de phase thermiques, la température du système atomique a été contrôlée par un processus de refroidissement évaporatif en deux étapes. À basse température, le système a développé un condensat dans une seule vallée de la bande Floquet, conduisant à un état superfluide atomique chirale qui rompt les symétries de temps-reversal Z2 et de phase U(1). À mesure que la température augmentait, la fusion de l'ordre vestigial s'est produite, avec la symétrie de temps-reversal restaurée d'abord, suivie de l'ordre superfluide. La température critique de transition superfluide a été trouvée supérieure à la transition Ising dans le régime de paramètres exploré. Le diagramme de phase du système hybride d'orbitales sp a été cartographié en contrôlant la température et la fréquence d'excitation du système. Les résultats impliquent une physique quantique à many-body riche à température finie dans les systèmes atomiques à plusieurs orbitales, offrant une plate-forme contrôlable pour explorer la fusion de l'ordre vestigial dérivée des fluctuations et fournir de nouvelles perspectives sur la structure de phase thermique des superfluides à plusieurs orbitales pertinentes pour la supraconductivité non conventionnelle.