論文の概要: Dynamical Aharonov-Bohm cages and tight meson confinement in a $\mathbb{Z}_2$-loop gauge theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.12425v1
- Date: Tue, 17 Dec 2024 00:26:24 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-12-18 13:56:59.057134
- Title: Dynamical Aharonov-Bohm cages and tight meson confinement in a $\mathbb{Z}_2$-loop gauge theory
- Title(参考訳): $\mathbb{Z}_2$-loopゲージ理論における動的アハロノフ・ボームケージとタイト中間子閉じ込め
- Authors: Enrico C. Domanti, Alejandro Bermudez, Luigi Amico,
- Abstract要約: 相互接続ループと動的に$mathbbZ$電荷を持つ$mathbbZ$格子ゲージ理論(LGT)の有限密度位相について検討する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 44.99833362998488
- License:
- Abstract: We study the finite-density phases of a $\mathbb{Z}_2$ lattice gauge theory (LGT) of interconnected loops and dynamical $\mathbb{Z}_2$ charges. The gauge-invariant Wilson terms, accounting for the magnetic flux threading each loop, correspond to simple two-body Ising interactions in this setting. Such terms control the interference of charges tunneling around the loops, leading to dynamical Aharonov-Bohm (AB) cages that are delimited by loops threaded by a $\pi$-flux. The latter can be understood as $\mathbb{Z}_2$ vortices, the analog of visons in two dimensional LGTs, which become mobile by adding quantum fluctuations through an external electric field. In contrast to a semi-classical regime of static and homogeneous AB cages, the mobile visons can self-assemble leading to AB cages of different lengths depending on the density of $\mathbb{Z}_2$ charges and the interplay of magnetic and electric terms. Inside these cages, the individual charges get confined into tightly-bound charge-neutral pairs, the $\mathbb{Z}_2$ analogue of mesons. Depending on the region of parameter space, these tightly-bound mesons can propagate within dilute AB-dimers that virtually expand and contract, or else move by virtually stretching and compressing an electric field string. Both limits lead to a Luttinger liquid described by a constrained integrable model. This phase is separated from an incompressible Mott insulator where mesons belong to closely-packed AB-trimers. In light of recent trapped-ion experiments for a single $\mathbb{Z}_2$ loop, these phases could be explored in future experiments.
- Abstract(参考訳): 相互接続ループと動的に$\mathbb{Z}_2$電荷を持つ$\mathbb{Z}_2$格子ゲージ理論(LGT)の有限密度位相について検討する。
ゲージ不変なウィルソン項は、各ループの磁束スレッディングを考慮に入れ、この設定における単純な2体イジング相互作用に対応する。
このような用語は、ループの周りの電荷トンネルの干渉を制御し、$\pi$-fluxでスレッドされたループによって区切られた動的アハロノフ・ボームケージ(AB)に繋がる。
後者は、2次元LGTにおけるビソンの類似である$\mathbb{Z}_2$ vorticesと解釈できるが、これは外部電場を通じて量子ゆらぎを加えることによって移動的になる。
静的で均質なABケージの半古典的な状態とは対照的に、移動ビゾンは、$\mathbb{Z}2$の電荷密度と磁気的および電気的項の相互作用によって異なる長さのABケージへと導かれる。
これらのケージの中で、個々の電荷は強結合の電荷-中性対、$\mathbb{Z}_2$中間子のアナログに閉じ込められる。
パラメータ空間の領域によっては、これらの強結合中間子は希薄なAB-二量体内で伝播し、実質的に膨張し収縮する。
どちらの極限も、制約付き可積分モデルによって記述されたルッティンガー液体に繋がる。
この相は、メソンが密充填されたABトリマーに属する非圧縮性モット絶縁体から分離される。
最近の1つの$\mathbb{Z}_2$ループに対する閉じ込められたイオンの実験から、これらの位相は将来の実験で探索できる。
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