涡旋物质维格纳晶体的熔化
量子气体
2024-10-01 v2 软凝聚态物质
等离子体物理
摘要
二维单组分等离子体 (OCP) 是相互作用粒子统计力学的基础模型，描述了天体物理学、湍流和分数量子霍尔效应 (FQHE) 中常见的现象。尽管已有大量文献，二维 OCP 的相图仍存在一些争议。在此，我们开发了一种“涡旋物质”模拟器，通过利用薄超流体层中量子化涡旋的拓扑特性，在实验上实现具有对数相互作用的 OCP。对量子化涡旋位置的光镊精密控制使得能够直接制备有缺陷或无缺陷的 OCP 基态，而来自声学激发的加热使得能够观察到从固态维格纳晶体经过液相的熔化转变。我们提出了新的理论分析，其与实验观测在定量上一致，并展示了系统动力学如何实现平衡态。这使得能够精确测量超流体 - 热云相互摩擦系数和加热系数。该平台为解决长程相互作用系统中的许多开放问题提供了途径。在平衡态下，它可以区分晶界熔化和 KTHNY 理论这两种竞争情景。动力学模拟器可以检验预测的边缘波孤子的存在，这些孤子构成了 FQHE 中拓扑边缘态的流体力学类比。
引用
@article{arxiv.2402.09920,
title = {Melting of a vortex matter Wigner crystal},
author = {Tyler W. Neely and Guillaume Gauthier and Charles Glasspool and Matthew J. Davis and Matthew T. Reeves},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.09920},
year = {2024}
}
备注
9 pages, 9 figures