Description du projet
Construction du premier microscope à gaz quantique pour les atomes bosoniques ultra-froids
Depuis la découverte des isolateurs topologiques, de nombreuses phases topologiques de la matière ont été prédites et se sont concrétisées. Les atomes ultra-froids piégés dans les réseaux optiques offrent un cadre unique pour l’étude des propriétés des phases topologiques. Le projet TOQUAM, financé par l’UE, exploite le potentiel des atomes ultra-froids dans les réseaux optiques pour étudier des isolateurs topologiques en interaction. Pour atteindre ses objectifs, il construira le premier microscope à gaz quantique pour bosons qui assurera un contrôle précis des interactions atomiques et des observations d’atomes individuels. Le projet devrait permettre de détecter et de manipuler sur site un grand nombre d’hamiltoniens topologiques, du régime d’interaction faible au régime d’interaction forte.
Objectif
In this project I will study the properties of interacting topological insulators using ultracold atoms in optical lattices. To this aim, I will build the first bosonic quantum gas microscope that allows single site resolution in combination with excellent control of atomic interactions. This project will be able to detect and manipulate in-situ a wide number of topological Hamiltonians from the weakly to the strongly interacting regime. The first part of the project involves a construction stage. After characterization of the experimental setup, in a first series of experiments I will study the interacting 2D Su-Schrieffer-Heeger (SSH) model where higher-order symmetry-protected topological phases are expected. In this model, the control of interactions is crucial to observe interaction-induced topological phase transitions.
In a second series of experiments, I will implement a new technique based on Raman-induced tunneling in state dependent potentials to create artificial gauge fields. This scheme will provide full control of the hopping matrix elements and will avoid the typical heating associated to driven-many-body systems in cold atoms experiments. The spatial resolution provided by the quantum gas microscope, the acquired knowledge provided by the interacting SSH model and the implementation of this new driving-scheme will open the possibility to study and prepare adiabatically for the first time a strongly-correlated topological phase.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
80539 MUNCHEN
Allemagne