Une équipe internationale dirigée par des physiciens de la Ludwig-Maximilians Universitaet (LMU) à Munich a réalisé un nouveau système topologique dépendant du temps avec des atomes ultrafroids dans des réseaux optiques en nid d'abeilles pilotés périodiquement.

Les phases topologiques de la matière ont suscité beaucoup d'intérêt en raison de leurs propriétés électroniques uniques qui se traduisent souvent par des modes de surface ou de frontière exotiques, dont l'existence est enracinée dans les propriétés topologiques non triviales du système sous-jacent. En particulier, la robustesse de ces propriétés les rend intéressantes pour des applications.

Le pilotage périodique est devenu une technique importante pour émuler la physique des systèmes à semi-conducteurs topologiques non pilotés. Les propriétés des systèmes topologiques pilotés, cependant, transcender ceux de leurs homologues statiques. En utilisant un BEC de 39K chargé dans un réseau optique en nid d'abeille modulé périodiquement, nous pourrions générer un tel système topologique dépendant du temps.

Pour certains paramètres de modulation le système est en régime dit anormal de Floquet, où les nombres de Chern de toutes les bandes en vrac sont égaux à zéro, alors qu'en même temps, des modes de bord chiraux existent dans tous les écarts de quasi-énergie. Ces propriétés topologiques non triviales proviennent de l'enroulement non trivial du spectre de quasiénergie et ne peuvent pas se produire dans des systèmes non pilotés.

En combinant les mesures de gap énergétique et de déflexion Hall locale, l'ensemble complet des invariants topologiques décrivant le système dépendant du temps a été déterminé expérimentalement pour la première fois et l'existence de modes de bord chiraux a pu être révélée même dans une géométrie avec des frontières lisses. Grâce à ses propriétés remarquables, surtout en présence de désordre, la phase anormale de Floquet promet la réalisation d'interactions, des systèmes pilotés périodiquement, qui peut supporter une masse localisée à plusieurs corps, mais les modes de bord thermalisants - une intrigante phase à plusieurs corps de non-équilibre qui peut s'avérer résiliente au chauffage Floquet conventionnel.