偶极XXZ自旋链中的完整魔鬼阶梯与晶体-超流转变：囚禁离子量子模拟
量子气体
2010-12-06 v2
摘要
具有长程相互作用的系统展现出各种引人入胜的性质：它们通常容纳许多亚稳态，可以导致超固体的自发形成，并可能导致反直觉的热力学行为。然而，长程相互作用带来的复杂性极大地阻碍了理论研究。这使得长程模型的量子模拟器极具吸引力。在这里，我们展示了一个囚禁离子链可用于量子模拟具有偶极非局域相互作用和隧穿的一维硬核玻色子模型，该模型等价于一个偶极XXZ自旋-1/2链。我们利用微扰平均场理论、精确对角化以及准精确数值技术（密度矩阵重正化群和无限时间演化块消去）详细探索了该模型丰富的相图。我们发现，完整的魔鬼阶梯——在隧穿为零时存在的一系列无限晶体态——扩展为类似于Bose-Hubbard模型中Mott瓣的一系列瓣。在隧穿增强时研究这些晶体态的熔化，我们没有发现（与类似的二维模型相反）在熔化转变区域附近有超固体行为的明确迹象。然而，我们发现，在绝缘瓣内部存在准长程（代数）关联，这与仅具有最近邻隧穿的模型（其关联呈指数衰减）相反。
引用
@article{arxiv.1008.2945,
title = {Complete devil's staircase and crystal--superfluid transitions in a dipolar XXZ spin chain: A trapped ion quantum simulation},
author = {Philipp Hauke and Fernando M. Cucchietti and Alexander Müller-Hermes and Mari-Carmen Bañuls and J. Ignacio Cirac and Maciej Lewenstein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1008.2945},
year = {2010}
}