2-D topologisk fysik fra at ryste en 1-D-ledning

Begrænsning af kvantepartikler til at bevæge sig i en, to, eller tre dimensioner har ført til observation af mange slående fænomener. Et godt eksempel er kvantiseringen af ​​Hall-konduktansen målt i 2-D-materialer i et stærkt magnetfelt. I dag, gasser af ultrakølede atomer giver en kraftfuld platform til let at kontrollere dimensionaliteten af ​​kvantesystemer. Imidlertid, det er udfordrende i disse opsætninger at måle konduktansegenskaber, og en "koldatomisk kvante Hall-effekt" mangler endnu.

Udgivet i Fysisk gennemgang X , denne nye undersøgelse foreslår en realistisk plan for at nå dette mål. Forskningen blev udført af G. Salerno og N. Goldman fra Université libre de Bruxelles '"Physics of Complex Systems and Statistical Mechanics" forskningsenhed.

Dette forslag bygger på nylige eksperimenter ved Swiss Federal Institute of Technology (ETH) i Zürich, hvor forskere observerede transporten af ​​atomer langs en 1-D-ledning. For at måle quantum Hall -effekten, man må på en eller anden måde udvide denne opsætning til to dimensioner og omfatte virkningerne af et eksternt magnetfelt. Forskere løser dette ved at indføre en ny type konduktansmåling, som gør det muligt at studere ægte 2-D-effekter fra en enkelt 1-D-ledning. Nøgletanken er at udvide 1D -kanalen med en ekstra syntetisk dimension, som er designet enkelt ved at ryste kanalen:ud over at rejse langs trådretningen, atomer drives til højere tværgående vibrationstilstande, derfor efterligner bevægelse langs et tværgående gitter.

Denne metode uden for ligevægt øger ikke kun mulighederne for atomtråde, men tilbyder også en særlig effektiv sonde for topologisk fysik i kvanteteknisk konstrueret stof.