在狄拉克点处观察到的原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子化涡旋，以及由此产生的自旋-轨道耦合现象

《Nature Photonics》：Observation of quantized vortex in atomic Bose–Einstein condensate at Dirac point with emergent spin–orbit coupling

通过调控光子晶格中的Dirac点附近准自旋轨道耦合与非交换性，在类石墨烯光子晶格的玻色-爱因斯坦凝聚体中直接观测到量子化涡旋，揭示了该区域拓扑相变的动态演化规律。

　　

摘要

在能带结构中的奇异点（如狄拉克点）处，两个或多个能带的简并现象会引发有趣的量子现象以及特殊的材料特性。位于狄拉克点的系统可以具有拓扑电荷，其独特性质可以通过多种方法进行研究，例如输运测量、干涉测量和动量光谱学。尽管狄拉克点在动量空间中的拓扑结构在理论上已经得到了充分研究，但在多体量子系统中观察狄拉克点的拓扑缺陷仍然是一个难以实现的目标。基于类石墨烯的光学蜂窝晶格中的原子玻色-爱因斯坦凝聚体，我们直接观察到了由狄拉克点处的谐振势与伪自旋-轨道耦合之间的不对易性所诱导的量子涡旋的产生。通过对蜂窝晶格施加额外的谐振势进行绝热控制，揭示了晶格玻色子在狄拉克点处的相图。我们的工作为在量子气体中生成涡旋提供了一种新的方法，该方法具有通用性，可以应用于具有拓扑奇点的不同类型的光学晶格，包括扭曲双层光学晶格中靠近狄拉克点的拓扑平带。