論文の概要: Realization of a doped quantum antiferromagnet with dipolar tunnelings in a Rydberg tweezer array

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.08233v1
• Date: Tue, 14 Jan 2025 16:18:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-15 13:28:09.745176
• Title: Realization of a doped quantum antiferromagnet with dipolar tunnelings in a Rydberg tweezer array
• Title（参考訳）: Rydberg tweezerアレイにおける双極子トンネルを用いたドープ量子反強磁性体の実現
• Authors: Mu Qiao, Gabriel Emperauger, Cheng Chen, Lukas Homeier, Simon Hollerith, Guillaume Bornet, Romain Martin, Bastien Gély, Lukas Klein, Daniel Barredo, Sebastian Geier, Neng-Chun Chiu, Fabian Grusdt, Annabelle Bohrdt, Thierry Lahaye, Antoine Browaeys,
• Abstract要約: 我々は、Rydberg tweezer プラットフォームを用いて、next-nearest neighbor (NNN) トンネルを$t'$で、ハードコアのボソニックホールをトンネルするドープ量子反強磁性を実現する。 ホール領域とスピン領域の動的位相分離を$|t/J|ll 1$で観測し、様々なスピン背景における反発束縛孔対の形成を実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.172651378711048
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• Abstract: Doping an antiferromagnetic Mott insulator is central to our understanding of a variety of phenomena in strongly-correlated electrons, including high-temperature superconductors. To describe the competition between tunneling $t$ of hole dopants and antiferromagnetic (AFM) spin interactions $J$, theoretical and numerical studies often focus on the paradigmatic $t$-$J$ model, and the direct analog quantum simulation of this model in the relevant regime of high-particle density has long been sought. Here, we realize a doped quantum antiferromagnet with next-nearest neighbour (NNN) tunnelings $t'$ and hard-core bosonic holes using a Rydberg tweezer platform. We utilize coherent dynamics between three Rydberg levels, encoding spins and holes, to implement a tunable bosonic $t$-$J$-$V$ model allowing us to study previously inaccessible parameter regimes. We observe dynamical phase separation between hole and spin domains for $|t/J|\ll 1$, and demonstrate the formation of repulsively bound hole pairs in a variety of spin backgrounds. The interference between NNN tunnelings $t'$ and perturbative pair tunneling gives rise to light and heavy pairs depending on the sign of $t$. Using the single-site control allows us to study the dynamics of a single hole in 2D square lattice (anti)ferromagnets. The model we implement extends the toolbox of Rydberg tweezer experiments beyond spin-1/2 models to a larger class of $t$-$J$ and spin-$1$ models.
• Abstract（参考訳）: 反強磁性モット絶縁体をドーピングすることは、高温超伝導体を含む強相関電子における様々な現象の理解の中心である。 ホールドパントのトンネル化$t$と反強磁性(AFM)スピン相互作用$J$との競合を説明するために、理論的および数値的研究は、しばしばパラダイム的な$t$-J$モデルに焦点をあて、高粒子密度の関連する状態におけるこのモデルの直接アナログ量子シミュレーションが長い間求められてきた。 ここでは、Rydberg tweezer プラットフォームを用いて、next-nearest neighbor (NNN) tunnelings $t'$ および hard-core bosonic hole を持つドープ量子反強磁性体を実現する。 我々は3つのRydbergレベル間のコヒーレントダイナミクスを利用してスピンとホールを符号化し、チューナブルなボソニックな$t$-$J$-$V$モデルを実装する。 ホール領域とスピン領域の動的位相分離を$|t/J|\ll 1$で観測し、様々なスピン背景における反発束縛孔対の形成を実証する。 NNNトンネルの$t'$と摂動対トンネルの干渉は、$t$の符号によって、軽い対と重い対を生じさせる。 単一サイト制御を用いることで、2次元正方格子(反)強磁性体における単一ホールのダイナミクスを研究できる。 私たちが実装したモデルは、スピン1/2モデルを超えて、Rydberg tweezer実験のツールボックスを拡張して、より大きなクラスである$t$-$J$と spin-$1$モデルへと拡張する。

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