論文の概要: Measuring Hall voltage and Hall resistance in an atom-based quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09744v1
• Date: Thu, 14 Nov 2024 19:00:04 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-18 15:37:10.105101
• Title: Measuring Hall voltage and Hall resistance in an atom-based quantum simulator
• Title（参考訳）: 原子型量子シミュレータにおけるホール電圧とホール抵抗の測定
• Authors: T. -W. Zhou, T. Beller, G. Masini, J. Parravicini, G. Cappellini, C. Repellin, T. Giamarchi, J. Catani, M. Filippone, L. Fallani,
• Abstract要約: 中性原子をベースとした量子シミュレータにおけるホール電圧の測定手法を実証する。 我々の研究は、アナログ量子シミュレーションと実固体システムで実施された測定との間に大きなギャップを埋める。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The Hall effect has a paramount role in a wide range of disciplines, from applied sciences to the fundamental exploration of novel topological phases of matter. In the solid state, this effect describes the emergence of a voltage drop perpendicular to the current flow in the presence of a magnetic field, leading to a transverse Hall resistance. Despite its fundamental nature, a full understanding and control of the Hall effect in interacting quantum systems is still lacking. This has led to the development of quantum simulators based on neutral atoms, where strongly correlated and universal manifestations of the Hall effect were recently unveiled. However, a direct measurement of the Hall voltage and of the Hall resistance in those systems was not achieved so far. Here, we demonstrate a technique for the measurement of the Hall voltage in a neutral-atom-based quantum simulator. From that we provide the first direct measurement of the Hall resistance in a non-electron-based system and study its dependence on the carrier density, along with theoretical analyses. Our work closes a major gap between analog quantum simulations and measurements performed in real solid-state systems, providing a key tool for the exploration of the Hall effect in highly tunable and strongly correlated systems.
• Abstract（参考訳）: ホール効果は、応用科学から新しいトポロジカルな物質相の基本的な探索まで、幅広い分野において重要な役割を担っている。 固体状態では、この効果は磁場の存在下で電流の流れに垂直な電圧降下が出現し、逆ホール抵抗をもたらす。 その基本的な性質にもかかわらず、相互作用量子系におけるホール効果の完全な理解と制御はいまだに不足している。 これにより中性原子に基づく量子シミュレータが開発され、ホール効果の強い相関と普遍性が最近明らかにされた。 しかし、これらのシステムではホール電圧とホール抵抗を直接測定することは出来なかった。 本稿では,中性原子を用いた量子シミュレータにおけるホール電圧の測定手法について述べる。 そこから、非電子系におけるホール抵抗の最初の直接測定を行い、理論解析とともにキャリア密度への依存性を研究する。 我々の研究は、アナログ量子シミュレーションと実固体系における測定との間の大きなギャップを埋め、高度に調整可能で強い相関関係のある系におけるホール効果の探索の鍵となるツールを提供する。

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