Evidencia de un superfluido quiral atómico con excitaciones topológicas

Área de la Ciencia:

• Física atómica, molecular y óptica
• Física de la materia condensada
• Los gases cuánticos

Sus antecedentes:

• La superfluidez topológica es un concepto clave en materia condensada y gases atómicos ultrafríos.
• Investigaciones anteriores incluyeron la hibridación de superconductores con sustratos topológicos.
• Un material que exhibe intrínsecamente superfluidez topológica ha sido un objetivo de larga data desde el descubrimiento del superfluido 3He-A.

Objetivo del estudio:

• Para reportar evidencia de un superfluido atómico globalmente quiral.
• Para investigar la ruptura de simetría de inversión de tiempo impulsada por la interacción en una red óptica novedosa.
• Realizar un condensado de Bose-Einstein de larga duración más allá de las limitaciones actuales.

Principales métodos:

• Utilizó una red óptica con geometría de nitruro de boro hexagonal para albergar átomos ultrafríos 87Rb.
• Empleó mediciones de tiempo de vuelo y mapeo de banda para sondear el comportamiento atómico.
• Desarrolló un modelo fenomenológico efectivo para las excitaciones cuasi-partículas de Bogoliubov.

Principales resultados:

• Ordenamiento espontáneo observado de las fases locales y las rotaciones orbitales en una matriz de vórtice.
• Demostró el surgimiento del momento angular global a través de toda la red atómica.
• Reveló una estructura de banda topológica en las excitaciones cuasi-partículas de Bogoliubov.

Conclusiones:

• El estudio proporciona evidencia de superfluidez topológica intrínseca en un condensado atómico de Bose-Einstein.
• Los fenómenos observados son impulsados por la ruptura de simetría de reversión del tiempo inducida por la interacción.
• Se espera que esta fase bosónica exhiba fenómenos cuánticos únicos relacionados con el efecto Hall anómalo cuántico.