System von Rydberg Atomen zur Realisierung von bosonischen Topologischen Isolatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Hans Peter Büchler
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431144096

Der Schwerpunkt dieses Projektes liegt in der Realisierung von Topologischen Zuständen von Materie in zwei dimensionalen Gittern von gefangenen Rydberg Atomen und insbesondere die Suche nach bosonischen fraktionalen quanten Hall Zuständen. Die Realisierung basiert auf der Ausnutzung der dipolaren Austauschwechselwirkung zwischen Rydberg Zuständern, die als hüpfen von Anregungen interpretiert werden kann, und es daher erlaubt das System abzubilden auf einen Hamiltonian von bosonische Teilchen in einem Gitter. Zudem kann ist an jedem Gitterpunkt genau ein Rydberg atom und führt zu einer starken Wechselwirkung unter den Teilchen mit unendlicher Wechselwirkung für zwei Teilchen auf dem selben Gitterplatz. Dies erlaubt uns die Realizierung von topologischen Bandstrukturen mit starker Wechselwirkung zwischen den Bosonen. Der Fokus ist auf der Realisierung von bosonischen fraktionalen Topologischen Chern Isolatoren. Das Projekt ist eine enge Kollaboration zwischen der experimentellen Gruppe von Antoine Browaeys am Institut d’Optique (France), und der Theorie Gruppe von Hans Peter Büchler an der Universität Stuttgart (Germany). Dieses Team hat bereits sehr erfolgreich Zusammengearbeitet die Realisierung von einer Symmetrie geschützten Topologischen Phase in einer ein-dimensionalen Kette demonstriert und das vorliegende Projekt baut auf diesen Erfolgen auf.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Antoine Browaeys