将移动空穴耦合到反铁磁自旋背景：磁极化子的瞬态动力学

理解电荷与自旋之间的相互作用及其对输运的影响，是量子多体系统中一个普遍存在的挑战。在 Fermi-Hubbard 模型中，这种相互作用被认为会产生磁极化子，其动力学或可解释高温超导等量子材料的涌现性质。在这项工作中，我们利用冷原子量子模拟器直接观测单个磁极化子的形成动力学及随后的扩散过程。测量二维 Hubbard 绝缘体中具有短程反铁磁关联的单空穴的密度与自旋分辨演化，揭示了快速初始离域以及自旋背景的 dressing，表明极化子形成。在长时间下，我们发现动力学被自旋交换时间所减缓，并且它们与具有强密度和自旋耦合的极化子模型相容。我们的工作使得在 Fermi-Hubbard 模型中一次一个掺杂地研究非平衡涌现现象成为可能。