論文の概要: Observation of the antiferromagnetic phase transition in the fermionic
Hubbard model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.14605v1
- Date: Thu, 22 Feb 2024 14:54:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-23 14:55:03.731116
- Title: Observation of the antiferromagnetic phase transition in the fermionic
Hubbard model
- Title（参考訳）: フェルミオンハバード模型における反強磁性相転移の観察
- Authors: Hou-Ji Shao, Yu-Xuan Wang, De-Zhi Zhu, Yan-Song Zhu, Hao-Nan Sun,
Si-Yuan Chen, Chi Zhang, Zhi-Jie Fan, Youjin Deng, Xing-Can Yao, Yu-Ao Chen,
and Jian-Wei Pan
- Abstract要約: 三次元フェルミオンハバード系における反強磁性相転移の観測を報告する。
その結果,FHMの低温相図を探索する段階が整った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 10.533208236096725
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The fermionic Hubbard model (FHM)[1], despite its simple form, captures
essential features of strongly correlated electron physics. Ultracold fermions
in optical lattices[2, 3] provide a clean and well-controlled platform for
simulating FHM. Doping its antiferromagnetic ground state at half filling,
various exotic phases are expected to arise in the FHM simulator, including
stripe order[4], pseudogap[5], and d-wave superconductors[6], offering valuable
insights into high-temperature superconductivity[7{9]. Although notable
progress, such as the observation of antiferromagnetic correlations over
short[10] and extended distances[11], has been obtained, the antiferromagnetic
phase has yet to be realized due to the significant challenges of achieving low
temperatures in a large and uniform quantum simulator. Here, we report the
observation of the antiferromagnetic phase transition in a three-dimensional
fermionic Hubbard system comprising lithium-6 atoms in a uniform optical
lattice with approximately 800,000 sites. When the interaction strength,
temperature, and doping concentration are finely tuned to approach their
respective critical values, sharp increases in the spin structure factor (SSF)
are observed. These observations can be well described by a power-law
divergence, with a critical exponent of 1.396 from the Heisenberg universality
class[12]. At half filling and with optimal interaction strength, the measured
SSF reaches 123(8), signifying the establishment of an antiferromagnetic phase.
Our results set the stage for exploring the low-temperature phase diagram of
FHM.
- Abstract（参考訳）: フェルミオンハバードモデル(FHM)[1]は、その単純な形にもかかわらず、強相関電子物理学の本質的な特徴を捉えている。
光学格子[2, 3]における超低温フェルミオンは、FHMをシミュレートするためのクリーンでよく制御されたプラットフォームを提供する。
FHMシミュレータでは, 半充填時の反強磁性基底状態から, ストライプオーダー[4], 擬ギャップ[5], d波超伝導体[6]など様々なエキゾチック相が発生し, 高温超伝導 [7{9] に関する貴重な知見が得られている。
ショート[10]と延長距離[11]に対する反強磁性相関の観測などの顕著な進歩が得られたが、大規模で均一な量子シミュレータで低温を達成するという大きな課題のため、反強磁性相はまだ実現されていない。
本稿では,約80万点を有する一様光学格子中のリチウム-6原子からなる3次元フェルミイオンハバード系における反強磁性相転移の観察について報告する。
相互作用強度,温度,ドーピング濃度を微調整してそれぞれの臨界値に近づくと,スピン構造因子(SSF)の急激な増加が観察された。
これらの観測は、ハイゼンベルク普遍性クラス[12]から1.396の臨界指数を持つパワーロー分岐によってよく説明できる。
半分の充填と最適な相互作用強度で測定されたSSFは123(8)に達し、反強磁性相の成立を示す。
その結果,FHMの低温相図を探索する段階が整った。
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