Hubbard 链中非公度磁性的直接观测
量子气体
2018-12-17 v1
摘要
磁性与掺杂之间的相互作用是奇异强关联电子相的起源，并可能导致新形式的磁有序。其中一个例子是非公度自旋密度波的出现，其波矢与倒格子不匹配。在一维情况下，这种效应是 Luttinger 液体理论的标志，该理论也描述了 Hubbard 模型的低能物理。在此，我们使用基于光学晶格中超冷费米子的量子模拟器，利用完全自旋和密度分辨的量子气体显微镜，直接观测了掺杂和自旋不平衡 Hubbard 链中的此类非公度自旋关联。研究发现，掺杂会导致自旋密度波矢的线性变化，这与 Luttinger 理论的预测高度吻合。对于非零极化，我们观察到波矢随磁化强度而减小，这与磁场中 Heisenberg 模型的预期一致。我们将这些非公度关联的微观起源追溯到空穴、双占据态和过剩自旋，它们充当了反铁磁序的退局域化畴壁。最后，当引入链间耦合时，我们观察到双占据态周围存在根本不同的自旋关联，表明形成了磁极化子。
引用
@article{arxiv.1803.08892,
title = {Direct observation of incommensurate magnetism in Hubbard chains},
author = {Guillaume Salomon and Joannis Koepsell and Jayadev Vijayan and Timon A. Hilker and Jacopo Nespolo and Lode Pollet and Immanuel Bloch and Christian Gross},
journal= {arXiv preprint arXiv:1803.08892},
year = {2018}
}