Een internationaal team onder leiding van natuurkundigen van de Ludwig-Maximilians Universitaet (LMU) in München realiseerde een nieuw echt tijdsafhankelijk topologisch systeem met ultrakoude atomen in periodiek aangedreven optische honingraatroosters.

Topologische fasen van materie hebben veel belangstelling getrokken vanwege hun unieke elektronische eigenschappen die vaak resulteren in exotische oppervlakte- of grensmodi, waarvan het bestaan ​​is geworteld in de niet-triviale topologische eigenschappen van het onderliggende systeem. Vooral, de robuustheid van deze eigenschappen maakt ze interessant voor toepassingen.

Periodiek rijden is naar voren gekomen als een belangrijke techniek om de fysica van niet-aangedreven topologische solid-state systemen na te bootsen. De eigenschappen van aangedreven topologische systemen, echter, die van hun statische tegenhangers overstijgen. Met behulp van een BEC van 39K geladen in een periodiek gemoduleerd optisch honingraatrooster, we zouden zo'n tijdsafhankelijk topologisch systeem kunnen genereren.

Voor bepaalde modulatieparameters bevindt het systeem zich in een zogenaamd afwijkend Floquet-regime, waarbij de Chern-nummers van alle bulkbanden gelijk zijn aan nul, terwijl tegelijkertijd chirale randmodi bestaan ​​in alle quasi-energiehiaten. Deze niet-triviale topologische eigenschappen komen voort uit de niet-triviale wikkeling van het quasi-energiespectrum en kunnen niet voorkomen in niet-aangedreven systemen.

Door energiekloof en lokale Hall-afbuigingsmetingen te combineren, de volledige set topologische invarianten die het tijdsafhankelijke systeem beschrijven, werd voor het eerst experimenteel bepaald en het bestaan ​​van chirale randmodi kon zelfs in een geometrie met gladde grenzen worden onthuld. Door zijn opmerkelijke eigenschappen, vooral in de aanwezigheid van wanorde, de afwijkende Floquet-fase belooft de realisatie van interactie, periodiek aangedreven systemen, die een op veel lichamen gelokaliseerde bulk kan ondersteunen, maar thermaliserende randmodi - een intrigerende niet-evenwichtsfase met veel lichamen die veerkrachtig kan blijken te zijn tegen conventionele Floquet-verwarming.