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Topological orbital optical lattices with bosons

Subject Area Optics, Quantum Optics and Physics of Atoms, Molecules and Plasmas
Term from 2017 to 2022
Project identifier Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 368544644
 
Final Report Year 2021

Final Report Abstract

Nach umfangreichen Aufbauarbeiten zeigte sich, dass das im Antrag formulierte Hauptziel, die Erzeugung einer global chiralen superfluiden Phase mit nicht-trivialer Topologie der Anregungsbänder in der geplanten quadratischen Gittergeometrie mit den zur Verfügung stehenden Mitteln nicht in der zur Verfügung stehenden Zeit erreicht werden konnte. Deshalb wurde das Projektziel modifiziert, um mit den vorhandenen Mitteln in der zur Verfügung stehenden Zeit zu relevanten wissenschaftlichen Ergebnissen zu kommen. Zwei im Rahmen der bestehenden apparativen Strukturen behandelbare Fragestellungen wurden thematisiert: 1. Destruktive Quanteninterferenz von Stoßkanälen: Wie können wir die beobachteten langen Lebensdauern von chiralen Superfluiden im zweiten Bloch- Band eines optischen Gitters verstehen, trotz der erwarteten inelastischen Stoßprozesse? 2. Orbitale Stoßdynamik: Welche Rolle spielt der orbitale Freiheitsgrad in höheren Blochbändern für die Wechselwirkungsdynamik? Zu beiden Themenstellungen konnten substanzielle wissenschaftliche Ergebnisse erarbeitet werden. Das ursprüngliche Hauptziel konnte schließlich doch noch in modifizierter Form realisiert werden, was zu einer Veröffentlichung in Nature führte. Die dabei notwendige hexagonale Gittergeometrie konnte jedoch aus Gründen des limitierten optischen Zugangs nicht in der in Hamburg bestehenden Quantengasapparatur implementiert werden. Daher wurde der in Hamburg entwickelte Gitteraufbau im Rahmen einer Kollaboration kopiert und in einem geeigneten apparativen Kontext eingesetzt.

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