論文の概要: Emergence of non-Abelian SU(2) invariance in Abelian frustrated fermionic ladders

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.06911v1
• Date: Thu, 11 May 2023 15:57:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-12 14:14:50.176661
• Title: Emergence of non-Abelian SU(2) invariance in Abelian frustrated fermionic ladders
• Title（参考訳）: アーベルフラストレーションフェルミオンラダーにおける非可換su(2)不変性の出現
• Authors: Bachana Beradze, Mikheil Tsitsishvili, Emanuele Tirrito, Marcello Dalmonte, Titas Chanda, Alexander Nersesyan
• Abstract要約: 2脚の三角形のはしご上でスピンレスフェルミオンを相互作用させるシステムについて考察する。 顕微鏡的には、全フェルミオン電荷の保存に対応するU(1)対称性と離散$mathbbZ$対称性を示す。 ボゾン化法を用いて、低エネルギー限界において、システムは量子二重周波数の正弦-ゴードンモデルによって記述されることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We consider a system of interacting spinless fermions on a two-leg triangular ladder with $\pi/2$ magnetic flux per triangular plaquette. Microscopically, the system exhibits a U(1) symmetry corresponding to the conservation of total fermionic charge, and a discrete $\mathbb{Z}_2$ symmetry -- a product of parity transformation and permutation of the chains. Using bosonization, we show that, in the low-energy limit, the system is described by the quantum double-frequency sine-Gordon model. On the basis of this correspondence, a rich phase diagram of the system is obtained. It includes a trivial and a topological band insulators for weak interactions, separated by a Gaussian critical line, whereas at larger interactions a strongly correlated phase with spontaneously broken $\mathbb{Z}_2$ symmetry sets in, exhibiting a net charge imbalance and non-zero total current. At the intersection of the three phases, the system features a critical point with an emergent SU(2) symmetry. This non-Abelian symmetry, absent in the microscopic description, is realized as a combined effect of the magnetic flux, frustration, and many-body correlations. The criticality belongs to the SU(2)$_1$ Wess-Zumino-Novikov-Witten universality class. The critical point bifurcates into two Ising critical lines that separate the band insulators from the strong-coupling symmetry broken phase. We establish an analytical connection between the low-energy description of our model around the critical bifurcation point on one hand, and the Ashkin-Teller model and a weakly dimerized XXZ spin-1/2 chain on the other. We complement our field-theory understanding via large-scale tensor network simulations, providing compelling quantitative evidences of all bosonization predictions. Our findings are of interest to up-to-date cold atom experiments utilizing Rydberg dressing, that have already demonstrated correlated ladder dynamics.
• Abstract（参考訳）: 三角平板当たり$\pi/2$の磁束を持つ2脚の三角ラダー上のスピンレスフェルミオンの相互作用系を考える。 微視的には、この系は全フェルミオン電荷の保存に対応するu(1)対称性を示し、離散的$\mathbb{z}_2$ symmetry(鎖のパリティ変換と置換の積)を示す。 ボーソニゼーションを用いて、低エネルギー限界において、この系は量子二重周波数正弦-ゴルドンモデルによって記述されることを示す。 この対応に基づいて、システムの豊かな位相図を得る。 これは、ガウス臨界線で分離された弱い相互作用のための自明かつ位相的バンド絶縁体を含み、大きな相互作用では、自発的に$\mathbb{Z}_2$対称性セットと強い相関位相を持ち、純電荷不均衡と非零全電流を示す。 3つの相の交点において、系は始点 SU(2) 対称性を持つ臨界点を特徴とする。 この非可換対称性は、微視的記述に欠けており、磁束、フラストレーション、多体相関の組合せ効果として実現されている。 臨界性は SU(2)$_1$ Wess-Zumino-Novikov-Witten 普遍性クラスに属する。 臨界点は2つのイジング臨界線に分岐し、バンド絶縁体と強結合対称性の破れ相を分離する。 一方の臨界分岐点付近のモデルの低エネルギー記述と、一方のアシュキン・テラーモデルと他方の弱二量化XXZスピン-1/2鎖との間には、解析的接続が成立する。 我々は,大規模テンソルネットワークシミュレーションによるフィールド理論の理解を補完し,すべてのボーソライズ予測の説得力のある定量的な証拠を提供する。 Rydbergドレッシングを用いた最新の冷間原子実験に興味があり、すでに相関するはしごのダイナミクスが実証されている。

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