物理学系王靖课题组近日成功构建了最小化的三轨道晶格模型，首次在无需外加磁场的条件下实现了对最低朗道能级（LLL）和第一朗道能级（1LL）的轨道描述，并为探索非阿贝尔分数陈绝缘体提供了全新平台。相关研究以“Orbital Description of Landau Levels”为题，于11月19日发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
朗道能级是理解强关联电子体系和拓扑量子物态的核心概念。然而，如何在晶格系统中实现更高朗道能级的物理模拟，尤其是具有非阿贝尔统计特性的Moore-Read态，一直是领域内的重大挑战。
团队从斯格明陈带模型出发，通过最大局域化瓦尼尔函数构建了三带紧束缚模型。同时发现，该模型的拓扑性质源于动量空间高对称点处理想的能带反转序列。尤为引人注目的是，多体精确对角化计算表明，半填充的第一陈能带（1CB）中出现了非阿贝尔的Moore-Read态，其基态简并度与环面上的非阿贝尔拓扑态理论预测完全一致。
这项工作最关键的突破在于，通过能带反转的图像建立了晶格中陈带与朗道能级之间的联系，这不仅为朗道能级晶格化的研究提供了新视角，更使得在零磁场环境下实现非阿贝尔态成为可能，并为更高朗道能级的晶格化开辟了道路。值得一提的是，该模型仅涉及短程跃迁与密度-密度相互作用，可适用于冷原子系统的实验实现，为在高度可控平台上探索拓扑量子计算载体提供了新机遇。
论文链接：
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/8d4z-dy82
来源：物理学系
