論文の概要: Bose-Hubbard model with power-law hopping in one dimension

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.01571v2
• Date: Wed, 08 Jan 2025 11:43:25 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-09 14:52:57.426832
• Title: Bose-Hubbard model with power-law hopping in one dimension
• Title（参考訳）: 1次元の正則ホッピングを持つボース・ハッバードモデル
• Authors: Tanul Gupta, Nikolay V. Prokof'ev, Guido Pupillo,
• Abstract要約: パワーローホッピングが1/ralpha$で崩壊する1次元Bose-Hubbardモデルについて検討する。 1alphaleq 3$の全ての1アルファレクに対して、超流体と単位充填時のモットからの量子相転移は連続でスケール不変である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We investigate the zero-temperature phase diagram of the one-dimensional Bose-Hubbard model with power-law hopping decaying with distance as $1/r^\alpha$ using exact large scale Quantum Monte-Carlo simulations. For all $1<\alpha\leq 3$ the quantum phase transition from a superfluid and a Mott insulator at unit filling is found to be continuous and scale invariant, in a way incompatible with the Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) scenario, which is recovered for $\alpha>3$. We characterise the new universality class by providing the critical exponents by means of data collapse analysis near the critical point for each $\alpha$ and from careful analysis of the spectrum. Large-scale simulations of the grand canonical phase diagram and of the decay of correlation functions demonstrate an overall behavior akin to higher dimensional systems with long-range order in the ground state for $\alpha \leq 2$ and intermediate between one and higher dimensions for $2<\alpha \leq 3$. Our exact numerical results provide a benchmark to compare theories of long-range quantum models and are relevant for experiments with cold neutral atom, molecules and ion chains.
• Abstract（参考訳）: 我々は,1/r^\alpha$ 程度の距離でパワールーホッピングが減衰する1次元Bose-Hubbardモデルのゼロ温度位相図を,正確な大規模量子モンテカルロシミュレーションを用いて検討した。 すべての1<\alpha\leq 3$に対して、超流体と単位充填時のモット絶縁体からの量子相転移は、ベルジンスキー=コステリッツ=Thouless (BKT) シナリオとは相容れない形で連続かつスケール不変であることが見出され、これは$\alpha>3$で回収される。 我々は,各$\alpha$の臨界点付近でデータ崩壊解析を行い,スペクトルを慎重に分析することで,新しい普遍性クラスを特徴づける。 大正準位相図の大規模シミュレーションと相関関数の崩壊は、基底状態が$\alpha \leq 2$で1次元と高次元の間の中間が$2<\alpha \leq 3$で、基底状態が長い高次元系に類似した全体的な振舞いを示す。 我々の正確な数値結果は、長距離量子モデルの理論を比較するためのベンチマークを提供し、冷中性原子、分子、イオン鎖の実験に関係している。

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