論文の概要: Pseudogap in a Fermi-Hubbard quantum simulator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.18075v1
• Date: Mon, 22 Sep 2025 17:55:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.550368
• Title: Pseudogap in a Fermi-Hubbard quantum simulator
• Title（参考訳）: Fermi-Hubbard量子シミュレータにおける擬似ゴナップ
• Authors: Lev Haldar Kendrick, Anant Kale, Youqi Gang, Alexander Dennisovich Deters, Martin Lebrat, Aaron W. Young, Markus Greiner,
• Abstract要約: ドープモット絶縁体を理解することは凝縮物質物理学の基本的な目標であり、超伝導体や他の量子材料に関係している。 ここでは、冷原子量子シミュレータで熱力学および分光計測を行うことにより、ハバードモデルにおける通常の金属と擬装金属の交叉を観察する。 本研究では,ハバードモデルにおける擬似ギャップ金属の存在を実験的に実証し,擬似ギャップ構造を部分的に特徴付けるとともに,今後の研究で探究できる擬似ギャップと電荷秩序の関係を示唆する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.741138736466986
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Understanding doped Mott insulators is a fundamental goal in condensed matter physics, with relevance to cuprate superconductors and other quantum materials. The doped Hubbard model minimally describes such systems, and has explicated some of their complex behavior. However, many open questions remain concerning the anomalous metallic states which emerge at low temperatures and intermediate doping and which, in cuprates, give rise to high-temperature superconductivity upon cooling. Here we observe a crossover between a normal metal and a pseudogapped metal in the Hubbard model by performing thermodynamic and spectroscopic measurements in a cold atom quantum simulator, leveraging a recent several-fold reduction in experimentally achievable temperatures. Measurements of the compressibility show a maximum versus doping that develops upon cooling, signaling an inflection point in the equation of state. We track this maximum versus interaction strength, revealing a line of thermodynamic anomalies in the phase diagram that separates an underdoped from an overdoped metal at large interactions. Lattice modulation spectroscopy shows a loss of spectral weight at low energies in the underdoped regime which is non-uniform in the Brillouin zone, indicating the formation of a pseudogap. We use this signal to establish a pseudogap phase diagram as a function of interactions and doping. Our results experimentally demonstrate the existence of a pseudogapped metal in the Hubbard model, partially characterize the pseudogap regime, and suggest a link between the pseudogap and charge order which can be probed in future work. Furthermore, this work demonstrates the utility of quantum simulation in addressing frontier problems in correlated electron physics.
• Abstract（参考訳）: ドープモット絶縁体を理解することは凝縮物質物理学の基本的な目標であり、超伝導体や他の量子材料に関係している。 ドープされたHubbardモデルはそのようなシステムを最小限に記述し、複雑な振る舞いをいくつか説明している。 しかし、低温および中間ドーピングで生じる異常な金属状態や、銅酸化物では冷却時に高温超伝導が発生することに関して、多くのオープンな疑問が残る。 ここでは、低温原子量子シミュレータで熱力学および分光計測を行い、ハバードモデルにおける通常の金属と擬似金属の交叉を観察する。 圧縮率の測定は、冷却時に発生する最大対ドーピングを示し、状態方程式の屈折点を信号する。 我々は、この最大対相互作用強度を追跡し、大きな相互作用で過剰にドープされた金属からアンダードープされた金属を分離する相図で熱力学的異常の列を明らかにする。 格子変調分光法は、ブリルアン帯の非一様であるアンダードープ状態における低エネルギーでのスペクトル重量の損失を示し、擬ギャップの形成を示す。 この信号を用いて、相互作用とドーピングの関数として擬ギャップ位相図を確立する。 本研究では,ハバードモデルにおける擬似ギャップ金属の存在を実験的に実証し,擬似ギャップ構造を部分的に特徴付けるとともに,今後の研究で探究できる擬似ギャップと電荷秩序の関係を示唆する。 さらに、この研究は、相関電子物理学におけるフロンティア問題に対処するための量子シミュレーションの有用性を示す。

関連論文リスト

• A neutral-atom Hubbard quantum simulator in the cryogenic regime [8.55463709159441]
  我々は、ハバードモデルの大規模量子シミュレーションを全く新しい状態へと導くために、数倍の温度低下を実証した。 我々は量子シミュレーションを用いて、ドーピングで同様の低温を達成するための新しい経路を特定できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-31T18:59:22Z)
• The foot, the fan, and the cuprate phase diagram: Fermi-volume-changing quantum phase transitions [0.0]
  フェルミ表面(FL)を持つフェルミ液体は、再構成された「小さなフェルミポケット」を持つスピン密度波状態(SDW)への量子相転移を持つことができる。 FL-SDW量子相転移における空間障害の影響の研究は、低温における拡張量子臨界グリフィス型位相を予測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-01-27T19:00:00Z)
• Probing the magnetic origin of the pseudogap using a Fermi-Hubbard quantum simulator [30.29758729899544]
  強い相関を持つ物質では、相互作用する電子は絡み合って集合量子状態を形成する。 超伝導は、臨界温度を超える異常な擬ギャップの金属状態から低いドーピングで現れる。 我々は、量子ガス顕微鏡Fermi-Hubbardシミュレータを用いて、幅広いドーピングレベルと温度を探索する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-23T18:58:01Z)
• 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)
• Finite temperature tensor network study of the Hubbard model on an infinite square lattice [0.0]
  ハバードモデル(Hubbard model)は、強相関電子の理論における長年の問題であり、超低温フェルミオン原子を用いた実験において非常に活発な問題である。 現在の量子シミュレーションと将来的な量子シミュレーションにより、無限に投影される絡み合ったペア状態である2次元テンソルネットワークを仮想時間で展開する。 U(1)xU(1)対称性と結合次元が29までであれば、熱状態はホッピング速度の0.17倍になる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-19T15:53:45Z)
• Tuning long-range fermion-mediated interactions in cold-atom quantum simulators [68.8204255655161]
  コールド原子量子シミュレータにおける工学的な長距離相互作用は、エキゾチックな量子多体挙動を引き起こす。 そこで本研究では,現在実験プラットフォームで利用可能ないくつかのチューニングノブを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-31T13:32:12Z)
• Engineering the Radiative Dynamics of Thermalized Excitons with Metal Interfaces [58.720142291102135]
  平面金属界面近傍のTMDCにおける励起子の発光特性を解析した。 点双極子の場合に対する放出の抑制または増強は、数桁のオーダーで達成される。 ナノスケールの光学キャビティは、TMDCの長寿命エキシトン状態を生成するための有効な経路である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-11T19:40:24Z)
• Evolution of a Non-Hermitian Quantum Single-Molecule Junction at Constant Temperature [62.997667081978825]
  常温環境に埋め込まれた非エルミート量子系を記述する理論を提案する。 確率損失と熱ゆらぎの複合作用は分子接合の量子輸送を補助する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T14:33:34Z)
• Probing eigenstate thermalization in quantum simulators via fluctuation-dissipation relations [77.34726150561087]
  固有状態熱化仮説(ETH)は、閉量子多体系の平衡へのアプローチの普遍的なメカニズムを提供する。 本稿では, ゆらぎ・散逸関係の出現を観測し, 量子シミュレータのフルETHを探索する理論に依存しない経路を提案する。 我々の研究は、量子シミュレータにおける熱化を特徴づける理論に依存しない方法を示し、凝縮物質ポンプ-プローブ実験をシミュレーションする方法を舗装する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-20T18:00:02Z)

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。