論文の概要: Quantum phases of hardcore bosons with repulsive dipolar density-density
interactions on two-dimensional lattices
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.10632v1
- Date: Fri, 17 Nov 2023 16:35:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-20 13:51:09.292716
- Title: Quantum phases of hardcore bosons with repulsive dipolar density-density
interactions on two-dimensional lattices
- Title（参考訳）: 2次元格子上の反発性双極子密度-密度相互作用を持つハードコアボソンの量子相
- Authors: J.A. Koziol, G. Morigi, K.P. Schmidt
- Abstract要約: 我々は、反発性双極子ポテンシャルと相互作用するハードコアボソンの基底状態量子位相図を解析する。
我々のアプローチによって予測される位相の安定性は、Bose-Hubbardモデルの既知の量子位相図との比較によって評価される。
この結果は、アナログ量子シミュレータにおける自己組織型結晶秩序パターンの実験的実現の即時的関連性である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: We analyse the ground-state quantum phase diagram of hardcore Bosons
interacting with repulsive dipolar potentials. The bosons dynamics is described
by the extended-Bose-Hubbard Hamiltonian on a two-dimensional lattice. The
ground state results from the interplay between the lattice geometry and the
long-range interactions, which we account for by means of a classical spin
mean-field approach limited by the size of the considered unit cells. This
extended classical spin mean-field theory accounts for the long-range
density-density interaction without truncation. We consider three different
lattice geometries: square, honeycomb, and triangular. In the limit of zero
hopping the ground state is always a devil's staircase of solid (gapped)
phases. Such crystalline phases with broken translational symmetry are robust
with respect to finite hopping amplitudes. At intermediate hopping amplitudes,
these gapped phases melt, giving rise to various lattice supersolid phases,
which can have exotic features with multiple sublattice densities. At
sufficiently large hoppings the ground state is a superfluid. The stability of
phases predicted by our approach is gauged by comparison to the known quantum
phase diagrams of the Bose-Hubbard model with nearest-neighbour interactions as
well as quantum Monte Carlo simulations for the dipolar case on the square
lattice. Our results are of immediate relevance for experimental realisations
of self-organised crystalline ordering patterns in analogue quantum simulators,
e.g., with ultracold dipolar atoms in an optical lattice.
- Abstract（参考訳）: パルス双極子ポテンシャルと相互作用するハードコアボソンの基底状態量子位相図の解析を行う。
ボソンズ力学は、2次元格子上の拡張ボース・ハバード・ハミルトンによって記述される。
基底状態は格子幾何学と長距離相互作用との相互作用の結果であり、これは単位セルの大きさによって制限される古典的なスピン平均場アプローチによって説明される。
この拡張古典的なスピン平均場理論は、切り離すことなく長距離密度-密度相互作用を説明できる。
我々は正方形、ハニカム、三角の3つの異なる格子幾何学を考える。
ゼロホッピングの限界において、基底状態は、常にデビルの(引っ掛けられた)相の階段である。
このような翻訳対称性の破れた結晶相は有限ホッピング振幅に対して堅牢である。
中間ホッピング振幅では、これらのガッピング相は融解し、様々な格子超固体相を生じさせ、複数のサブ格子密度を持つエキゾチックな特徴を持つ。
十分に大きなホッピングでは、基底状態は超流動である。
我々のアプローチにより予測される位相の安定性は、ボース・ハッバードモデルの既知の量子位相図と最近傍相互作用、および正方格子上の双極子の場合の量子モンテカルロシミュレーションを比較して評価する。
我々の結果は、光学格子中の超低温双極子原子を用いたアナログ量子シミュレータにおける自己組織化結晶秩序パターンの実験的実現の即時性である。
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