二维耦合原子-分子玻色混合物的多重相变

受相干耦合超冷原子-分子混合物的物理启发，我们研究了一个具有相同对称性的经典模型——即 $U(1)\times \mathbb{Z}_2$ 对称性，其中 $U(1)$ 对称性对应于混合物中的质量守恒，$\mathbb{Z}_2$ 对称性对应于原子与分子之间相位关系的对称性。在二维空间中，后一种对称性可导致有限温度下的伊辛（Ising）相变，对应于原子与分子之间的（准）锁相。另一方面，$U(1)$ 对称性具有相关的 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless（BKT）相变，趋向原子或分子的准凝聚。我们发现这两个相变的存在关键取决于原子与分子之间的布居失衡（或失谐）：当分子中在系统中占多数时，其 BKT 准凝聚相变发生在比原子更高的温度；后者具有非常规的伊辛（准）锁相转变性质，在临界温度以下缺乏有限的局域序参量。当平衡逐渐偏向原子时，两个相变合并为一个唯一的 BKT 相变，此时原子和分子都获得准长程关联，但只有原子表现出常规的 BKT 临界行为，即涡旋-反涡旋对束缚成短程偶极子。分子涡旋-反涡旋激发也同样束缚，但经历了明显的跨接：从高温下弱束缚区域过渡到低温下强束缚区域，令人联想到在无原子-分子耦合时的相变。