論文の概要: Long-range Ising spins models emerging from frustrated Josephson
junctions arrays with topological constraints
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.07143v2
- Date: Fri, 6 Oct 2023 09:29:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-13 04:48:51.330961
- Title: Long-range Ising spins models emerging from frustrated Josephson
junctions arrays with topological constraints
- Title（参考訳）: 位相的制約を持つフラストレーションジョセフソン接合配列から生じる長距離イジングスピンモデル
- Authors: Oliver Neyenhuys, Mikhail V. Fistul, and Ilya M. Eremin
- Abstract要約: ジョセフソン接合のフラストレーションのあるかごめ格子を解析し、様々な古典的および量子的位相を同定する。
フラストレーション状態においては、マクロの位相は、カゴメ格子の各基本要素を貫通する渦/反渦の異なるパターンから構成される。
コヒーレント量子状態において、基底状態の退化と高度に絡み合った状態の出現を解析する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Geometrical frustration in correlated systems can give rise to a plethora of
novel ordered states and intriguing phases. Here, we analyze theoretically
vertex-sharing frustrated Kagome lattice of Josephson junctions and identify
various classical and quantum phases. The frustration is provided by
periodically arranged $0$- and $\pi$- Josephson junctions. In the frustrated
regime the macroscopic phases are composed of different patterns of
vortex/antivortex penetrating each basic element of the Kagome lattice, i.e., a
superconducting triangle interrupted by three Josephson junctions. We obtain
that numerous topological constraints, related to the flux quantization in any
hexagon loop, lead to highly anisotropic and long-range interaction between
well separated vortices (antivortices). Taking into account this interaction
and a possibility of macroscopic "tunneling" between vortex and antivortex in
single superconducting triangles we derive an effective Ising-type spin
Hamiltonian with strongly anisotropic long-range interaction. In the
classically frustrated regime we calculate numerically the
temperature-dependent spatially averaged spins polarization, $\overline{m}(T)$,
characterizing the crossover between the ordered and disordered
vortex/antivortex states. In the coherent quantum regime we analyze the lifting
of the degeneracy of the ground state and the appearance of the highly
entangled states.
- Abstract（参考訳）: 相関系における幾何学的フラストレーションは、多くの新しい秩序状態と興味深い位相を引き起こす。
本稿では、ジョセフソン接合の頂点共有フラストレーションカゴメ格子を理論的に解析し、古典相と量子相を同定する。
フラストレーションは周期的に 0$- と $\pi$- Josephson 接合によって提供される。
フラストレーション状態において、マクロ位相は、カゴメ格子のそれぞれの基本要素、すなわち3つのジョセフソン接合によって遮断された超伝導三角形を貫通する渦/反渦の異なるパターンからなる。
ヘキサゴナルループのフラックス量子化に関連する多くのトポロジカル制約は、よく分離された渦(渦)間の高度に異方性と長距離の相互作用をもたらす。
この相互作用と単一超伝導三角形における渦と反渦の「トンネル」の可能性を考慮すると、強い異方性長距離相互作用を持つ効果的なイジング型スピンハミルトニアンが得られる。
古典的フラストレーションでは、温度依存性の空間平均スピン分極、$\overline{m}(t)$を数値的に計算し、順序と乱れた渦/反渦状態の交差を特徴付ける。
コヒーレント量子状態において、基底状態の退化と高度に絡み合った状態の出現を解析する。
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