Topological Bogoliubov Quasiparticles from Bose-Einstein Condensate in a Flat Band System
Notice bibliographique
Résumé
For bosons with flat energy dispersion, condensation can occur in different symmetry sectors. Here, we consider bosons in a kagome lattice with $\ensuremath{\pi}$-flux hopping, which, in the presence of mean-field interactions, exhibit degenerate condensates in the $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$ and the $K$ point. We analyze the excitation above both condensates and find strikingly different properties: For the $K$-point condensate, the Bogoliubov--de Gennes (BdG) Hamiltonian has broken particle-hole symmetry and exhibits a topologically trivial quasiparticle band structure. However, band flatness plays a key role in breaking the time-reversal symmetry of the BdG Hamiltonian for a $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$-point condensate. Consequently, its quasiparticle band structure exhibits nontrivial topology, characterized by nonzero Chern numbers and by the presence of edge states. Although quantum fluctuations energetically favor the $K$-point condensate, the interesting properties of the $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$-point condensate become relevant for anisotropic hopping. The topological properties of the $\mathrm{\ensuremath{\Gamma}}$-point condensate get even richer in the presence of extended Bose-Hubbard interactions. We find a topological phase transition into a topological condensate characterized by high Chern number and also comment on the realization and detection of such excitations.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
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