論文の概要: Continuous Transition between Bosonic Fractional Chern Insulator and Superfluid
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.18269v2
- Date: Tue, 15 Oct 2024 16:45:40 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-16 13:57:22.046080
- Title: Continuous Transition between Bosonic Fractional Chern Insulator and Superfluid
- Title（参考訳）: ボソニックフラクタルチャーン絶縁体と超流動との連続的遷移
- Authors: Hongyu Lu, Han-Qing Wu, Bin-Bin Chen, Zi Yang Meng,
- Abstract要約: この手紙は、位相的に順序付けられた位相と自発な連続対称性破壊相の間の連続FCI-SF遷移の直接数値的なデモンストレーションを示す。
さらに、チャーンバンドの分散を徐々に平坦化することにより、ゼロフィールドボソニックFCIがSF状態から実現される可能性があることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.562927989989477
- License:
- Abstract: The properties of fractional Chern insulator (FCI) phases and the phase transitions between FCI and Mott insulators (MI) in bosonic systems are well studied. The continuous transitions between FCI and superfluid (SF), however, despite the inspiring field theoretical predictions, have not been directly verified. The existing numerical results of the FCI-SF transition are either indirect or clearly first-order. Here, by simply tuning the bandwidth of the Haldane honeycomb lattice model, we find direct transitions from a bosonic FCI at $\nu=1/2$ filling of a flat Chern band to two SF states with bosons condensed at momenta M or $\Gamma$, respectively. While the FCI-SF(M) transition is first-order, the FCI-SF($\Gamma$) transition is found continuous, and the bipartite entanglement entropy at the critical point with the area-law scaling is consistent with the critical theories. Through finite size criticality analysis, the obtained critical exponents $\beta\approx$ 0.35(5) and $\nu\approx$ 0.62(12) are both compatible with those of the 3D XY universality class within numerical uncertainty and possibly more exotic beyond-Landau ones. This letter thence presents a direct numerical demonstration of a continuous FCI-SF transition between topologically ordered phase and spontaneous continuous symmetry-breaking phase, and further indicates the zero-field bosonic FCI might be realized from a SF state by gradually flattening the dispersion of the Chern band, through the (quasi)adiabatic preparation in ultracold atom systems.
- Abstract（参考訳）: ボゾン系におけるチャーン絶縁体(FCI)相の性質とFCIとモット絶縁体(MI)間の相転移について検討した。
しかし、FCIと超流動(SF)の連続的な遷移は、刺激場理論の予測にもかかわらず、直接の検証は行われていない。
FCI-SF遷移の既存の数値結果は間接的または明らかに1次である。
ここでは、Haldane ハニカム格子モデルの帯域幅を単純に調整することで、平面チャーンバンドがそれぞれ$\nu=1/2$のボソニックFCIから、モータMあるいは$\Gamma$で凝縮されたボソンを持つ2つのSF状態への直接遷移を求める。
FCI-SF(M) の遷移は1次であるが、FCI-SF($\Gamma$) の遷移は連続的に見られ、領域-法則スケーリングと臨界点における二部交絡エントロピーは臨界理論と一致する。
有限サイズ臨界解析により、得られた臨界指数 $\beta\approx$ 0.35(5) および $\nu\approx$ 0.62(12) は、数値的不確実性の内にある3D XY普遍性クラスのものと、よりエキゾチックなランダウ級数である。
この手紙は、位相秩序相と自発連続対称性破断相の間の連続FCI-SF遷移を直接数値的に示し、さらに、極低温原子系における(準)断熱処理を通じてチャーンバンドの分散を徐々に平坦化することにより、ゼロ場ボソニックFCIをSF状態から実現できることを示す。
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