論文の概要: Observation of Nagaoka Polarons in a Fermi-Hubbard Quantum Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.12269v1
- Date: Wed, 23 Aug 2023 17:37:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-24 13:15:58.290652
- Title: Observation of Nagaoka Polarons in a Fermi-Hubbard Quantum Simulator
- Title（参考訳）: フェルミハバード量子シミュレータにおける長岡ポラロンの観測
- Authors: Martin Lebrat, Muqing Xu, Lev Haldar Kendrick, Anant Kale, Youqi Gang,
Pranav Seetharaman, Ivan Morera, Ehsan Khatami, Eugene Demler, Markus Greiner
- Abstract要約: 長岡絶縁体は、単一イテナント電荷を導入することで、経路干渉により常磁性絶縁体を強磁性体に変換することが知られている。
ここでは, 三角格子中の強相互作用フェルミオンによって実現されたハバード系における長岡ポーラロンの出現を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.1319201600959248
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum interference can deeply alter the nature of many-body phases of
matter. In the paradigmatic case of the Hubbard model, Nagaoka famously proved
that introducing a single itinerant charge can transform a paramagnetic
insulator into a ferromagnet through path interference. However, a microscopic
observation of such kinetic magnetism induced by individually imaged dopants
has been so far elusive. Here we demonstrate the emergence of Nagaoka polarons
in a Hubbard system realized with strongly interacting fermions in a triangular
optical lattice. Using quantum gas microscopy, we reveal these polarons as
extended ferromagnetic bubbles around particle dopants arising from the local
interplay of coherent dopant motion and spin exchange. In contrast, kinetic
frustration due to the triangular geometry promotes antiferromagnetic polarons
around hole dopants, as proposed by Haerter and Shastry. Our work augurs the
exploration of exotic quantum phases driven by charge motion in strongly
correlated systems and over sizes that are challenging for numerical
simulation.
- Abstract（参考訳）: 量子干渉は多体相の性質を深く変えることができる。
ハバード模型のパラダイムケースでは、単発電荷を導入することで、常磁性絶縁体が経路干渉によって強磁性体に変換できることが有名である。
しかし、個別に撮像されたドーパントによって誘起されるこのような運動磁気の微視的観察は、はるかに不可解である。
ここでは,三角光学格子内の強相互作用フェルミオンにより実現されるハバード系における長岡ポーラロンの出現を示す。
量子ガス顕微鏡を用いて、コヒーレントドーパント運動とスピン交換の局所的相互作用から生じる粒子ドーパント周囲の強磁性気泡としてこれらのポーラロンを明らかにする。
対照的に、三角形状による運動論的フラストレーションは、haerterとshastryによって提案されたように、ホールドーパント周辺の反強磁性ポーラロンを促進する。
我々の研究は、強い相関関係を持つシステムや数値シミュレーションで困難なサイズの電荷運動によって引き起こされるエキゾチック量子相の探索を補強する。
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