实现三维周期性驱动光学拉曼晶格中非配对外尔点的提案

在静态晶格系统中,尼尔森-二宫定理强制要求具有相反手性的外尔点成对出现,这排除了平衡状态下产生手性磁效应(CME)的可能性。周期性驱动为绕过这一不可行约束提供了有效途径。该研究团队提出了一种方案,通过在连续周期性驱动下的三维光学拉曼晶格中使用超冷原子,实现并控制不成对外尔点。通过设计晶格与多重拉曼势场之间不同的相对对称性,该构型产生了有效的三维自旋-轨道耦合,并形成了可调控的拓扑绝缘体相。通过对该系统进行绝热周期性调制,研究人员发现低能区准能谱中出现了八个外尔点,其净手性可被精确调控。非零的总手性直接对应于不成对外尔点的形成。此外,通过在该装置中采用激光辅助隧穿产生合成磁场,该团队证明在弱场区域手性不平衡会驱动量子化电荷流,这为CME提供了直接证据。研究人员验证了该驱动方案的绝热条件,以及所提出的实验制备与检测技术在当前超冷原子实验中的可行性。该工作为探索与外尔费米子相关的手征反常物理和非平衡拓扑现象,建立了一个切实可行且高度可控的研究平台。

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提交arXiv: 2026-02-12 13:34

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