論文の概要: Probing XY phase transitions in a Josephson junction array with tunable frustration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.07877v2
• Date: Thu, 23 Jan 2020 03:32:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 07:15:58.706205
• Title: Probing XY phase transitions in a Josephson junction array with tunable frustration
• Title（参考訳）: 可変フラストレーションを有するジョセフソン接合アレイにおけるXY相転移の探索
• Authors: R. Cosmic, K. Kawabata, Y. Ashida, H. Ikegami, S. Furukawa, P. Patil, J. M. Taylor, and Y. Nakamura
• Abstract要約: 工学的XYモデルの動的応答による臨界挙動について検討する。 フラストレーションのないXYモデルと完全にフラストレーションされたXYモデルの両方の遷移温度を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The seminal theoretical works of Berezinskii, Kosterlitz, and Thouless presented a new paradigm for phase transitions in condensed matter that are driven by topological excitations. These transitions have been extensively studied in the context of two-dimensional XY models -- coupled compasses -- and have generated interest in the context of quantum simulation. Here, we use a circuit quantum-electrodynamics architecture to study the critical behavior of engineered XY models through their dynamical response. In particular, we examine not only the unfrustrated case but also the fully-frustrated case which leads to enhanced degeneracy associated with the spin rotational [U$(1)$] and discrete chiral ($Z_2$) symmetries. The nature of the transition in the frustrated case has posed a challenge for theoretical studies while direct experimental probes remain elusive. Here we identify the transition temperatures for both the unfrustrated and fully-frustrated XY models by probing a Josephson junction array close to equilibrium using weak microwave excitations and measuring the temperature dependence of the effective damping obtained from the complex reflection coefficient. We argue that our probing technique is primarily sensitive to the dynamics of the U$(1)$ part.
• Abstract（参考訳）: Berezinskii、Kosterlitz、Thoulessのセミナル理論は、トポロジカル励起によって駆動される凝縮物質における相転移の新しいパラダイムを提示した。 これらの遷移は2次元のXYモデル(結合コンパス)の文脈で広く研究され、量子シミュレーションの文脈に関心を寄せている。 ここでは,回路量子電気力学アーキテクチャを用いて,その動的応答を通じてxyモデルの臨界挙動を研究する。 特に, スピン回転 [U$(1)$] と離散キラル (Z_2$) 対称性に付随する縮退が促進されるような, フラストレーションのないケースだけでなく, 完全にフラストレーションされたケースについても検討する。 フラストレーションのあるケースにおける遷移の性質は、直接の実験プローブが解明される一方で、理論的研究に挑戦している。 ここでは, 弱マイクロ波励起を用いてジョセフソン接合アレイを平衡近傍で探索し, 複素反射係数から得られる有効減衰の温度依存性を測定することにより, 非フラストレートおよびフルフラストレートxyモデルの遷移温度を同定する。 我々の調査手法は、主にu$(1)$部分の力学に敏感である。

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