論文の概要: Finite-Temperature Quantum Matter with Rydberg or Molecule Synthetic Dimensions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.16269v1
• Date: Sun, 30 Jul 2023 16:28:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-01 16:36:53.704246
• Title: Finite-Temperature Quantum Matter with Rydberg or Molecule Synthetic Dimensions
• Title（参考訳）: ライドバーグあるいは分子合成次元を持つ有限温度量子物質
• Authors: Sohail Dasgupta, Chunhan Feng, Bryce Gadway, Richard T. Scalettar and Kaden R. A. Hazzard
• Abstract要約: 我々は、リドベルク状態の集合を合成次元として超低温原子(または極性分子)系の位相図を計算する。 6つ以上の合成部位と魅力的な相互作用を持つ系のサイズの場合、熱遷移は1位または2位になる。 相境界の3臨界点およびその他の特別な点の合成次元サイズへの依存性を調べることにより、熱力学的に大きな合成次元の物理に光を当てた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Synthetic dimension platforms offer unique pathways for engineering quantum matter. We compute the phase diagram of a many-body system of ultracold atoms (or polar molecules) with a set of Rydberg states (or rotational states) as a synthetic dimension, where the particles are arranged in real space in optical microtrap arrays and interact via dipole-dipole exchange interaction. Using mean-field theory, we find three ordered phases - two are localized in the synthetic dimension, predicted as zero-temperature ground states in Refs. [Sci. Rep., 8, 1 (2018) and Phys. Rev. A 99, 013624 (2019)], and a delocalized phase. We characterize them by identifying the spontaneously broken discrete symmetries of the Hamiltonian. We also compute the phase diagram as a function of temperature and interaction strength, for both signs of the interaction. For system sizes with more than six synthetic sites and attractive interactions, we find that the thermal phase transitions can be first or second order, which leads to a tri-critical point on the phase boundary. By examining the dependence of the tri-critical point and other special points of the phase boundary on the synthetic dimension size, we shed light on the physics for thermodynamically large synthetic dimension.
• Abstract（参考訳）: 合成次元プラットフォームは、エンジニアリング量子物質のためのユニークな経路を提供する。 我々は、超低温原子(または極性分子)の多体系の相図を合成次元として計算し、粒子は光学マイクロトラップアレイ内の実空間に配置され、双極子-双極子交換相互作用を介して相互作用する。 平均場理論を用いて、3つの秩序相が見つかる - 2つは合成次元で局所化され、Refのゼロ温度基底状態として予測される。 [Sci. Rep., 8, 1 (2018) および Phys. A 99, 013624 (2019)] それらの特徴は、ハミルトニアンの自発的に破れた離散対称性を同定することである。 また、位相図を温度と相互作用強度の関数として計算し、両者の相互作用の兆しを示す。 6つ以上の合成部位と魅力的な相互作用を持つ系の大きさの場合、熱相転移は第1または第2次となり、相境界上の三臨界点となる。 相境界の3臨界点およびその他の特別な点の合成次元サイズ依存性を調べることにより、熱力学的に大きな合成次元の物理に光を当てた。

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