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Farokh Mivehvar, Helmut Ritsch et Francesco Piazza étudient un gaz de Fermi ultrafroid sans spin piégé le long d’un résonateur optique et éclairé latéralement par un laser proche d’un mode de la cavité. Au-delà d’une intensité seuil, le gaz brise une symétrie Z2 vers un ordre périodique qui diffuse collectivement les photons du laser dans la cavité. En désaccord vers le bleu, le réseau superradiant émergent a deux dimérisations possibles, dont l’une donne des bandes topologiquement non triviales à phase de Zak non nulle. Quand l’impulsion de Fermi est proche de la moitié du nombre d’onde de la cavité, une instabilité de type Peierls crée un isolant topologique avec un gap à la surface de Fermi et une paire d’états de bord.

Superradiant Topological Peierls Insulator inside an Optical Cavity