論文の概要: Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.17022v1
• Date: Thu, 31 Mar 2022 13:32:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-20 05:00:32.670905
• Title: Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators
• Title（参考訳）: 低温原子量子シミュレータにおける長距離フェルミオン媒介相互作用のチューニング
• Authors: Javier Arg\"uello-Luengo, Alejandro Gonz\'alez-Tudela, Daniel Gonz\'alez-Cuadra
• Abstract要約: コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 68.8204255655161
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Engineering long-range interactions in cold-atom quantum simulators can lead to exotic quantum many-body behavior. Fermionic atoms in ultracold atomic mixtures can act as mediators, giving rise to long-range RKKY-type interactions characterized by the dimensionality and density of the fermionic gas. Here, we propose several tuning knobs, accessible in current experimental platforms, that allow to further control the range and shape of the mediated interactions, extending the existing quantum simulation toolbox. In particular, we include an additional optical lattice for the fermionic mediator, as well as anisotropic traps to change its dimensionality in a continuous manner. This allows us to interpolate between power-law and exponential decays, introducing an effective cutoff for the interaction range, as well as to tune the relative interaction strengths at different distances. Finally, we show how our approach allows to investigate frustrated regimes that were not previously accessible, where symmetry-protected topological phases as well as chiral spin liquids emerge.
• Abstract（参考訳）: 低温原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 超低温の原子混合物中のフェルミオン原子は中間体として作用し、フェルミオンガスの次元と密度を特徴とする長距離RKKY型相互作用を引き起こす。 本稿では,既存の量子シミュレーションツールボックスを拡張し,インタラクションの範囲や形状を制御可能な,現在の実験プラットフォームで利用可能な複数のチューニングノブを提案する。 特に、フェルミイオンメディエーターのための追加の光学格子と、その次元を連続的に変化させる異方性トラップを含む。 これにより、パワーローと指数的減衰の間を補間し、相互作用範囲の効果的なカットオフを導入し、異なる距離での相対的な相互作用強度を調整できる。 最後に, 対称性に保護された位相相とカイラルスピン液体が出現する, 従来はアクセスできなかったフラストレーション状態について, 我々のアプローチにより検討できることを示す。

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