गैर-स्थानीय फर्मिओनिक प्रतिकर्षण के माध्यम से हबर्ड-थूलेस पंपों का स्थिरीकरण

गैर-स्थानीय फर्मिओनिक प्रतिकर्षण के माध्यम से हबर्ड-थूलेस पंपों का स्थिरीकरण

जेवियर अर्गुएलो-लुएंगो1, मैनफ़्रेड जे. मार्क2,3, फ़्रांसेस्का फ़ेरलैनो2,3, मैकीज लेवेंस्टीन1,4, लुका बारबेरियो5, तथा सर्गी जूलिया-फ़ारे1

1ICFO - Institut de Ciencies Fotoniques, द बार्सिलोना इंस्टीट्यूट ऑफ साइंस एंड टेक्नोलॉजी, Av। कार्ल फ्रेडरिक गॉस 3, 08860 कैस्टेलडिफेल्स (बार्सिलोना), स्पेन
2इंस्टिट्यूट फर क्वांटेनोप्टिक और क्वांटेनिनफॉर्मेशन, ऑस्टररेइचिस एकेडमी डेर विसेनशाफ्टन, टेक्नीकरस्ट्रेश 21ए, 6020 इंसब्रुक, ऑस्ट्रिया
3इंस्टिट्यूट फर एक्सपेरिमेंटलफिजिक, यूनिवर्सिटेट इंसब्रुक, टेक्नीकरस्ट्रेश 25, 6020 इंसब्रुक, ऑस्ट्रिया
4आईसीआरईए, पृ. लुईस कंपनी 23, 08010 बार्सिलोना, स्पेन
5संघनित पदार्थ भौतिकी और जटिल प्रणाली संस्थान, DISAT, पोलिटेक्निको डि टोरिनो, I-10129 टोरिनो, इटली

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सार

थूलेस पंपिंग क्वांटम सिस्टम में परिमाणित टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट की जांच करने के लिए एक शक्तिशाली अवधारणा का प्रतिनिधित्व करता है। हम एक सामान्यीकृत राइस-मेले फर्मी-हबर्ड मॉडल में इस तंत्र का पता लगाते हैं, जो प्रतिस्पर्धी ऑनसाइट और इंटरसाइट इंटरैक्शन की उपस्थिति की विशेषता है। हाल के प्रयोगात्मक और सैद्धांतिक परिणामों के विपरीत, ऑनसाइट प्रतिकर्षण से प्रेरित मात्रात्मक पंपिंग का टूटना दिखाते हुए, हम साबित करते हैं कि पर्याप्त रूप से बड़े इंटरसाइट इंटरैक्शन थूलेस पंपों की इंटरैक्शन-प्रेरित पुनर्प्राप्ति की अनुमति देते हैं। हमारे विश्लेषण से आगे पता चलता है कि बड़े इंटरैक्शन पर स्थिर टोपोलॉजिकल ट्रांसपोर्ट की घटना मॉडल के ग्राउंड-स्टेट चरण आरेख में एक सहज बॉन्ड-ऑर्डर-वेव की उपस्थिति से जुड़ी है। अंत में, हम नए पेश किए गए थूलेस पंप को साकार करने के लिए एक ऑप्टिकल जाली में अल्ट्राकोल्ड चुंबकीय परमाणुओं पर आधारित एक ठोस प्रयोगात्मक सेटअप पर चर्चा करते हैं। हमारे परिणाम इंटरैक्टिंग क्वांटम सिस्टम में थूलेस पंपों को स्थिर करने के लिए एक नया तंत्र प्रदान करते हैं।

टोपोलॉजिकल चरणों ने हाल के वर्षों में अपने अद्भुत वैश्विक गुणों के कारण बहुत रुचि आकर्षित की है, जो अंततः स्थानीय अपूर्णताओं के लिए मजबूत टोपोलॉजिकल अपरिवर्तनीय की उपस्थिति से संबंधित है। जबकि टोपोलॉजी गैर-इंटरैक्टिंग कणों की प्रणालियों के लिए मौजूद है, कई-बॉडी इंटरैक्शन के जुड़ने से और भी अधिक विदेशी घटनाएं होने की उम्मीद है। इस संदर्भ में, हम एक-आयामी फर्मियोनिक सिस्टम के इंटरैक्शन-प्रेरित टोपोलॉजिकल गुणों के संख्यात्मक साक्ष्य प्रदान करते हैं, और मॉडल को क्वांटम अनुकरण करने के लिए एक प्रयोगात्मक सेटअप का प्रस्ताव देते हैं।

एक-आयामी जाली प्रणालियों के लिए, एक वैश्विक टोपोलॉजिकल इनवेरिएंट की उपस्थिति चक्रीय गतिशीलता प्रयोगों में कणों के मात्रात्मक परिवहन के माध्यम से प्रकट होती है, एक घटना जिसे थूलेस पंप के रूप में जाना जाता है। इस कार्य में, हम ऑनसाइट और निकटतम-पड़ोसी प्रतिकर्षण दोनों के अधीन फ़र्मियन की एक श्रृंखला में इन आवधिक परिवहन गतिशीलता को संख्यात्मक रूप से अनुकरण करते हैं, यह पहचानने के लिए कि सिस्टम टोपोलॉजिकल है, यानी, यह प्रत्येक चक्र पर कणों की पूर्णांक मात्रा को स्थानांतरित करता है। गतिशीलता का. हम पाते हैं कि ऑनसाइट और इंटरसाइट इंटरैक्शन के बावजूद जब अकेले विचार किया जाता है तो परिमाणित परिवहन की अनुपस्थिति होती है, जैसा कि पिछले सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक कार्यों में बताया गया है, इन दो शब्दों की एक साथ उपस्थिति विदेशी शासन की ओर ले जाती है जिसमें बढ़ती इंटरैक्शन से पुनर्प्राप्ति होती है टोपोलॉजिकल थूलेस पंप। हम यह भी दिखाते हैं कि ऑप्टिकल जाली में फंसे चुंबकीय परमाणु इन भौतिकी को क्वांटम अनुकरण करने के लिए एक प्रमुख मंच का प्रतिनिधित्व करते हैं।

इस कार्य से पता चलता है कि प्रतिकारक फर्मिओनिक इंटरैक्शन थूलेस पंपों के लिए मौलिक रूप से हानिकारक नहीं हैं, जिससे प्रयोगात्मक रूप से एक-आयामी टोपोलॉजिकल ट्रांसपोर्ट की इंटरैक्शन-प्रेरित पुनर्प्राप्ति का निरीक्षण करने की संभावना खुलती है।

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द्वारा उद्धृत

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