二维库仑晶体的屈曲转变与时钟序

平面陷阱中排斥相互作用离子的晶体形成六方晶格，随着横向陷阱频率降低，其经历向多层结构的屈曲不稳定性。数值与实验结果表明新结构由三个平面组成，其间距从零连续增加。我们通过将此结构不稳定性映射到六态时钟模型，研究热涨落和量子涨落的影响。此映射的一个显著推论是：在有限温度下，涨落将屈曲不稳定性拆分为两个热转变，伴随出现一个中间临界相。该相的特征是空间三分图案中的准长程序。它表现为新波矢处展宽的布拉格峰，其线形提供了对临界相中幂律关联特征的温度依赖指数 $\eta(T)$ 的直接测量。在临界横向频率的最大值处发现量子相变：此处临界中间相收缩为零。此外，在有序相内，我们预言从经典到量子行为的跨接，标志着时钟序出现一个附加特征尺度。我们讨论利用囚禁离子和极化偶极气体进行实验实现，并提出在现有技术条件下，此类实验可直接探测量子时钟模型的丰富相图，而这不易在凝聚态类似物中观测。因此，本工作凸显了离子和偶极系统作为统计力学与凝聚态物理中复杂模型模拟器的潜力。