Topological orbital optical lattices with bosons
Final Report Abstract
Nach umfangreichen Aufbauarbeiten zeigte sich, dass das im Antrag formulierte Hauptziel, die Erzeugung einer global chiralen superfluiden Phase mit nicht-trivialer Topologie der Anregungsbänder in der geplanten quadratischen Gittergeometrie mit den zur Verfügung stehenden Mitteln nicht in der zur Verfügung stehenden Zeit erreicht werden konnte. Deshalb wurde das Projektziel modifiziert, um mit den vorhandenen Mitteln in der zur Verfügung stehenden Zeit zu relevanten wissenschaftlichen Ergebnissen zu kommen. Zwei im Rahmen der bestehenden apparativen Strukturen behandelbare Fragestellungen wurden thematisiert: 1. Destruktive Quanteninterferenz von Stoßkanälen: Wie können wir die beobachteten langen Lebensdauern von chiralen Superfluiden im zweiten Bloch- Band eines optischen Gitters verstehen, trotz der erwarteten inelastischen Stoßprozesse? 2. Orbitale Stoßdynamik: Welche Rolle spielt der orbitale Freiheitsgrad in höheren Blochbändern für die Wechselwirkungsdynamik? Zu beiden Themenstellungen konnten substanzielle wissenschaftliche Ergebnisse erarbeitet werden. Das ursprüngliche Hauptziel konnte schließlich doch noch in modifizierter Form realisiert werden, was zu einer Veröffentlichung in Nature führte. Die dabei notwendige hexagonale Gittergeometrie konnte jedoch aus Gründen des limitierten optischen Zugangs nicht in der in Hamburg bestehenden Quantengasapparatur implementiert werden. Daher wurde der in Hamburg entwickelte Gitteraufbau im Rahmen einer Kollaboration kopiert und in einem geeigneten apparativen Kontext eingesetzt.
Publications
- Metastable order protected by destructive many-body interference. Physical Review Research 2, 043210 (2020)
M. Nuske, J. Vargas, M. Hachmann, R. Eichberger, L. Mathey, and A. Hemmerich
(See online at https://doi.org/10.1103/physrevresearch.2.043210) - Evidence for an atomic chiral superfluid with topological excitations. Nature 596, 227-231 (2021)
X.-Q. Wang, G.-Q. Luo, J.-Y. Liu, W. V. Liu , A. Hemmerich, Z. Xu
(See online at https://doi.org/10.1038/s41586-021-03702-0) - Orbital Many-Body Dynamics of Bosons in the Second Bloch Band of an Optical Lattice. Physical Review Letters 126, 20, 200402 (2021)
J. Vargas, M. Nuske, R. Eichberger, C. Hippler, L. Mathey, A. Hemmerich
(See online at https://doi.org/10.1103/physrevlett.126.200402)
