Bose-Einstein Condensate in a Honeycomb Optical Lattice (2011-08-05)

六角光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体

 

近些年来，石墨烯一直是凝聚态领域的研究热点，这是因其能带结构中有狄拉克点，其能谱色散关系是线性的。利用六角光晶格中的超冷原子，不仅可以模拟石墨烯系统，研究其狄拉克动力学，更可以做到扩展，进而研究石墨烯中所没有的一些性质。比如，将玻色子放在六角光晶格中，可以研究超流性与狄拉克动力学的相互影响。

最近，北京大学量子材料中心的吴飙教授与他的博士生陈竹计算了六角晶格中波色-爱因斯坦凝聚体的非线性布洛赫能带结构。他们发现狄拉克锥会发生劈裂，其间，会出现三个相互交叉的管状结构，线性狄拉克点则扩展成为环状结构。而这些能带拓扑的改变，在任意小的非线性下都会发生。这与之前所研究的一维或者二维系统中的类似情况有本质区别。在那些系统中，只有当非线性强度超过一个阈值，才会出现能带拓扑的改变。这个能带特性蕴含两个重要的物理后果：一是紧束缚近似不再能很好的描述系统的性质，因为紧束缚近似中狄拉克点不被破坏。二是任意小的非线性会导致非线性绝热破坏，该效应可以在一系列非线性系统中被观测到，比如三阱BEC系统。

该工作发表在Physical Review Letters 107，065301(2011)。美国物理学会的网上杂志Physics以synopsis的形式报道了这个工作。（http://physics.aps.org/synopsis-for/10.1103/PhysRevLett.107.065301）。

该工作得到了国家自然科学基金的资助。