論文の概要: Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.13366v1
• Date: Thu, 27 May 2021 18:00:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-29 09:08:18.406757
• Title: Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy
• Title（参考訳）: 時間依存分光法によるスピノンフェルミ表面の可視化
• Authors: Alexander Schuckert, Annabelle Bohrdt, Eleanor Crane, Fabian Grusdt
• Abstract要約: 固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum simulation experiments have started to explore regimes that are not accessible with exact numerical methods. In order to probe these systems and enable new physical insights, the need for measurement protocols arises that can bridge the gap to solid state experiments, and at the same time make optimal use of the capabilities of quantum simulation experiments. Here we propose applying time-dependent photo-emission spectroscopy, an established tool in solid state systems, in cold atom quantum simulators. Concretely, we suggest combining the method with large magnetic field gradients, unattainable in experiments on real materials, to drive Bloch oscillations of spinons, the emergent quasiparticles of spin liquids. We show in exact diagonalization simulations of the one-dimensional $t-J$ model that the spinons start to populate previously unoccupied states in an effective band structure, thus allowing to visualize states invisible in the equilibrium spectrum. The dependence of the spectral function on the time after the pump pulse reveals collective interactions among spinons. In numerical simulations of small two-dimensional systems, spectral weight appears at the ground state energy at momentum $\mathbf{q} = (\pi,\pi)$, where the equilibrium spectral response is strongly suppressed up to higher energies, indicating a possible route towards solving the mystery of the Fermi arcs in the cuprate materials.
• Abstract（参考訳）: 量子シミュレーション実験は、正確な数値法ではアクセスできない状態の探索を開始した。 これらのシステムを探索し、新しい物理的洞察を可能にするために、そのギャップを固体実験に橋渡しできる測定プロトコルの必要性が生まれ、同時に量子シミュレーション実験の能力を最適に活用する。 本稿では,固体系における確立されたツールである時間依存光電子分光をコールド原子量子シミュレータに適用することを提案する。 具体的には, スピン液体の創発的準粒子であるスピノンのブロッホ振動を駆動するために, 実材料実験では得られない大きな磁場勾配と組み合わせることを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションでは、スピノンが非占有状態の有効バンド構造に出現し始め、平衡スペクトルで見えない状態を可視化することができる。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。 小さな2次元系の数値シミュレーションでは、スペクトル重みは運動量 $\mathbf{q} = (\pi,\pi)$ の基底状態エネルギーに現れ、平衡スペクトル応答は高エネルギーまで強く抑制され、クパレート物質のフェルミアークの謎を解くための道筋が示唆される。

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