利用偶极原子探索超越一维的 $\mathbb{Z}_2$ 格点规范理论中的禁闭相变

粒子被束缚成束缚态的禁闭现象横跨高能物理到凝聚态物理，可以在格点规范理论（LGTs）的框架下进行研究。实现对禁闭现象的全面理解仍然是一个重大挑战，尤其是在有限物质密度和存在强量子涨落的情况下。最先进的量子模拟器为解决此问题提供了一个有前景的平台。在此，我们研究了耦合到物质场的 $\mathbb{Z}_2$ LGTs 耦合链中的禁闭现象，该模型可以映射到一个混合维度（mixD）XXZ 模型。我们进行了大规模数值矩阵乘积态计算以获得该模型的相图，在其中我们发现了由 $\mathbb{Z}_2$ 电荷形成的条纹相，这些条纹相可以在有限温度下或通过增加隧穿率而熔化。为了通过实验探索此设置，我们使用了由量子气体显微镜中具有偶极相互作用的铒原子构成的量子模拟器，并观察到了通过增加粒子隧穿率而预测的条纹相熔化现象。我们对 $\mathbb{Z}_2$ 电荷热退禁闭的探索性实验研究，促使我们对 mixD $\mathbb{Z}_2$ LGT 进行进一步的理论研究，其中我们预测在有限温度和低磁化强度下存在一种受限介子气体，此时热涨落破坏了条纹，但使自发的公度自旋序得以形成。总的来说，我们证明了我们的平台可用于研究耦合到物质场的 $\mathbb{Z}_2$ LGTs 中的禁闭现象，包括长程相互作用和超越一维的情况，为未来在量子多体领域研究禁闭现象铺平了道路。