論文の概要: Kinetic magnetism and stripe order in the antiferromagnetic bosonic ${t-J}$ model
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.00904v2
- Date: Tue, 03 Dec 2024 17:28:13 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-04 15:38:20.156345
- Title: Kinetic magnetism and stripe order in the antiferromagnetic bosonic ${t-J}$ model
- Title（参考訳）: 反強磁性ボゾン${t-J}$モデルにおける運動磁性とストライプ秩序
- Authors: Timothy J. Harris, Ulrich Schollwöck, Annabelle Bohrdt, Fabian Grusdt,
- Abstract要約: 我々は、ドープ型強磁性量子マグネットの強い結合限界、特に反強磁性(AFM)ボソニック$t-J$モデルについて検討する。
ドーピングの増加に伴い、長岡ポーラロンを形成する移動体ボゾン電荷担体の運動により、部分的に偏極化した強磁性(FM)相へ遷移する。
これらの知見は, 強相関多体系における粒子統計学の役割に新たな光を当て, 磁性の形成と速度論的(長岡型)強磁性の物理との関係を明らかにした。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Unraveling the microscopic mechanisms governing the physics of doped quantum magnets is key to advancing our understanding of strongly correlated quantum matter. Quantum simulation platforms, e.g., ultracold atoms in optical lattices or tweezer arrays, provide a powerful tool to investigate the interplay between spin and charge motion in microscopic detail. Here, in a new twist, we disentangle the role of particle statistics from the physics of strong correlations by exploring the strong coupling limit of doped \emph{bosonic} quantum magnets, specifically the antiferromagnetic (AFM) bosonic $t-J$ model. Using large-scale density matrix renormalization group (DMRG) calculations, we map out the phase diagram on the 2D square lattice at finite doping. In the low-doping regime, bosonic holes form partially-filled stripes, akin to those observed in high-$T_c$ cuprates. As doping increases, a transition occurs to a partially-polarized ferromagnetic (FM) phase, driven by the motion of mobile bosonic charge carriers forming Nagaoka polarons. At high doping or large $t/J$, the system evolves into a fully-polarized ferromagnet. These findings shed new light on the role of particle statistics in strongly correlated many-body systems, revealing connections to stripe formation and the physics of kinetic (i.e., Nagaoka-type) ferromagnetism. Our results may be realized in state-of-the-art quantum simulation platforms with bosonic quantum gas microscopes and Rydberg atom tweezer arrays, paving the way for future experimental studies of doped bosonic quantum magnets.
- Abstract（参考訳）: ドープ量子マグネットの物理を制御している微視的なメカニズムを解明することは、強い相関の量子物質の理解を促進する鍵となる。
量子シミュレーションプラットフォーム(例えば、光学格子やツイーザーアレイの超低温原子)は、スピンと電荷の相互作用を微視的に観察する強力なツールを提供する。
ここでは、ドープされた 'emph{bosonic} 量子磁石、特に反強磁性(AFM)ボソニック$t-J$模型の強い結合限界を探索することによって、強い相関の物理学から粒子統計学の役割を解いた。
大規模密度行列再正規化群(DMRG)計算を用いて、2次元正方格子上の位相図を有限ドーピングでマッピングする。
低ドーピング状態において、ボソニックホールは高T_c$銅酸化物で観測されたものと同様、部分的に充填されたストライプを形成する。
ドーピングの増加に伴い、長岡ポーラロンを形成する移動体ボゾン電荷担体の運動により、部分的に偏極化した強磁性(FM)相へ遷移する。
高ドーピングまたは大きな$t/J$では、システムは完全な偏極強磁性体へと進化する。
これらの知見は, 強相関多体系における粒子統計学の役割に新たな光を当て, ストライプ形成と速度論的(長岡型)強磁性の物理との関係を明らかにした。
我々の結果は、ボソニック量子ガス顕微鏡とライドバーグ原子ツイーザーアレイを用いた最先端量子シミュレーションプラットフォームで実現され、ドープされたボソニック量子マグネットの将来の実験的研究の道を開くことができる。
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