Systems of Rydberg atoms to realize Bosonic Topological Insulators
实现玻色子拓扑绝缘体的里德伯原子系统
基本信息
- 批准号:431144096
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:
- 资助国家:德国
- 起止时间:
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The main goal in this project is to realize artificial topological matter in 2d arrays of individual Rydberg atoms, and in particular to strive for bosonic fractional quantum Hall states. The topological properties of the system will be realized by using the specific properties of the resonant dipole-dipole interaction between Rydberg atoms. This interaction gives rise to the hopping of excitations from one atom to another, and allows one to map the system onto bosonic particles tunneling from one site to another in a periodic lattice. Moreover, since a Rydberg atom can accommodate at most one excitation, the corresponding system of atoms actually maps onto a system of hard core-bosons, i.e. bosons with infinitely repulsive onsite interactions. This allows us to investigating topological properties in the presence of strong interactions, which is the real challenge question in the field, and therefore exploring physics beyond the single-particle regime. We are aiming in particular at the first realization of bosonic fractional topological insulators, i.e. the bosonic analogue of fractional quantum Hall states. The project will be a joint effort between an experimental team at the Institut d’Optique (France), led by Antoine Browaeys, and the theory group of Hans Peter Büchler at the University of Stuttgart (Germany). This collaboration is already operating and has led recently to a major breakthrough in the field of topology with the first realization of a symmetry protected topological bosonic phase in a one-dimensional chain of Rydberg atoms. The RyBoTIn project builds on this achievement, which establishes the Rydberg platform as one of the most promising one to investigate artificial topological state of matter in the strongly correlated regime.
本项目的主要目标是在二维里德伯原子阵列中实现人工拓扑物质,特别是争取玻色子分数量子霍尔态。利用里德伯原子之间的共振偶极-偶极相互作用的特定性质来实现系统的拓扑性质。这种相互作用导致激发从一个原子跳到另一个原子,并允许人们将系统映射到在周期性晶格中从一个位置隧穿到另一个位置的玻色子粒子上。此外,由于里德伯原子最多可以容纳一个激发,相应的原子系统实际上映射到一个硬核玻色子系统,即具有无限排斥现场相互作用的玻色子。这使我们能够在强相互作用存在的情况下研究拓扑性质,这是该领域真正的挑战问题,因此探索单粒子之外的物理。我们的目标是首先实现玻色子分数阶拓扑绝缘体,即分数阶量子霍尔态的玻色子模拟。该项目将由Antoine Browaeys领导的法国光学研究所的实验小组和德国斯图加特大学的Hans Peter b<s:1> chler理论小组共同努力。这种合作已经开始运作,最近在拓扑学领域取得了重大突破,首次在一维里德伯原子链中实现了对称保护的拓扑玻色子相。RyBoTIn项目建立在这一成就的基础上,它使Rydberg平台成为研究强相关状态下物质的人工拓扑状态的最有前途的平台之一。
项目成果
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