論文の概要: From hidden order to skyrmions: Quantum Hall states in an extended Hofstadter-Fermi-Hubbard model

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.12184v1
• Date: Mon, 15 Sep 2025 17:45:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-16 17:26:23.436233
• Title: From hidden order to skyrmions: Quantum Hall states in an extended Hofstadter-Fermi-Hubbard model
• Title（参考訳）: 隠れ秩序から空調へ:拡張Hofstadter-Fermi-Hubbardモデルにおける量子ホール状態
• Authors: Fabian J. Pauw, Ulrich Schollwöck, Nathan Goldman, Sebastian Paeckel, Felix A. Palm,
• Abstract要約: スピン偏極型$frac13$-Laughlin-like fractional Chern Insulator (FCIs) の出現を示す。 特に、最も近い隣り合う反発は、基底状態の粒子と穴の空隙を約$nu=1$で安定させるのに十分である。 本研究は,超低温原子および電子系におけるスピンテクスチャを用いたFCIの実験的探索のための新しい経路を開拓する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The interplay between topology and strong interactions gives rise to a variety of exotic quantum phases, including fractional quantum Hall (FQH) states and their lattice analogs - fractional Chern insulators (FCIs). Such topologically ordered states host fractionalized excitations, which for spinful systems are often accompanied by ferromagnetism and skyrmions. Here, we study a Hofstadter-Hubbard model of spinful fermions on a square lattice, extended by nearest-neighbor interactions. Using large-scale density matrix renormalization group (DMRG) simulations, we demonstrate the emergence of a spin-polarized $\frac{1}{3}$-Laughlin-like FCI phase, characterized by a quantized many-body Chern number, a finite charge gap, and hidden off-diagonal long-range order. We further investigate the quantum Hall ferromagnet at $\nu=1$ and its skyrmionic excitations upon doping. In particular, we find that nearest-neighbor repulsion is sufficient to stabilize both particle- and hole-skyrmions in the ground state around $\nu=1$, whereas we do not find such textures around $\nu=\frac{1}{3}$. The diagnostic toolbox presented in this work, based on local densities, correlation functions, and spin-resolved observables, is directly applicable in quantum gas microscopy experiments. Our results open new pathways for experimental exploration of FCIs with spin textures in both ultracold atom and electronic systems.
• Abstract（参考訳）: トポロジーと強い相互作用の間の相互作用は、分数量子ホール(FQH)状態やそれらの格子アナログである分数チャーン絶縁体(FCI)を含む様々な異方性量子相を引き起こす。 このような位相的に順序付けられた状態は分数化された励起をホストし、スピンフルな系には強磁性とスカイミオンが伴う。 ここでは、近傍の相互作用によって拡張された正方格子上のスピンフルフェルミオンのホフスタッター・ハバードモデルについて検討する。 大規模密度行列再正規化群 (DMRG) シミュレーションを用いて, スピン偏極$\frac{1}{3}$-Laughlin-like FCI相の出現を実証した。 さらに、量子ホール強磁性体を$\nu=1$で調べ、ドーピング時の超音速励起について検討する。 特に、近傍の反発は、$\nu=1$付近の基底状態における粒子と穴の収縮を安定化するのに十分であるのに対し、$\nu=\frac{1}{3}$付近のテクスチャは見つからない。 本研究で提示された診断ツールボックスは, 局所密度, 相関関数, スピン分解可観測物に基づいて, 直接量子ガス顕微鏡実験に適用可能である。 本研究は,超低温原子および電子系におけるスピンテクスチャを用いたFCIの実験的探索のための新しい経路を開拓する。

関連論文リスト

• Control of single spin-flips in a Rydberg atomic fractal [31.458406135473805]
  光ツイーザーによって閉じ込められたライドバーグ原子は、異なる幾何学で格子をエミュレートする汎用的なプラットフォームとして出現している。 我々は、格子がハウスドルフ次元 1.58 のフラクタル幾何学を持つとき、さらなるサプライズが現れることを示した。 その結果、Rydberg原子の量子情報処理の可能性を広げ、量子技術に深く影響する可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-03T17:54:47Z)
• Itinerant magnetism in Hubbard models with long-range interactions [0.0]
  半導体量子ドットアレイからモー材料まで、様々なプラットフォームが最近、強力な量子シミュレータとして登場した。 長次元格子を含むハバードモデルの効果について検討する。 小さな電子ドーピングでは、多種多様な磁性秩序の数値状態が発見される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-10-01T18:00:00Z)
• Robust spectral $\pi$ pairing in the random-field Floquet quantum Ising model [44.84660857803376]
  ランダムフィールドFloquet量子イジングモデルの多体スペクトルにおけるレベルペアリングについて検討した。 縦方向障害に対する$pi$ペアリングの堅牢性は、量子情報処理に有用である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-09T20:37:48Z)
• Cooperative quantum tunneling of the magnetization in Fe-doped Li$_3$N [0.0]
  希薄Li$(Li$_1-x$Fe$_x$)Nのスピン反転は、空間的に分離された状態の共鳴量子トンネルによって支配される。 2つのスピンの協調的同時量子トンネル現象を引き起こすこれらの状態間の有限結合の効果について報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-27T14:59:42Z)
• Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
  閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。 これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。 レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z)
• Realization of a fractional quantum Hall state with ultracold atoms [0.0]
  エンブレマティック・インスタンスは分数量子ホール状態であり、磁場と強い相互作用の相互作用によって分数電荷の準粒子が生じる。 ここでは、光学格子中の超低温原子を持つ分数量子ホール(FQH)状態を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-19T22:48:43Z)
• Visualizing spinon Fermi surfaces with time-dependent spectroscopy [62.997667081978825]
  固体系において確立されたツールである時間依存性光電子分光法を低温原子量子シミュレーターに応用することを提案する。 1次元の$t-J$モデルの正確な対角化シミュレーションで、スピノンが非占有状態の効率的なバンド構造に出現し始めることを示す。 ポンプパルス後のスペクトル関数の依存性はスピノン間の集団的相互作用を明らかにする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T18:00:02Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。