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在费米-哈伯德量子模拟器中观测长冈极化子

量子气体 2025-05-13 v2 强关联电子 量子物理

摘要

量子干涉能深刻改变物质多体相的性质。在范式性的哈伯德模型中,长冈(Nagaoka)著名地证明了引入单个巡游电荷可通过路径干涉将顺磁绝缘体转变为铁磁体。然而,由逐个成像的掺杂剂所诱导的这种动力学磁性的微观观测迄今仍难以实现。在此,我们展示了在三角光晶格中由强相互作用费米子实现的哈伯德系统中长冈极化子的出现。利用量子气体显微镜,我们将这些极化子揭示为围绕粒子掺杂剂的扩展铁磁泡,源于相干掺杂剂运动与自旋交换的局域相互作用。相反,三角几何导致的动力学阻挫在空穴掺杂剂周围促进了反铁磁极化子,正如 Haerter 和 Shastry 所提出的。我们的工作预示着在强关联系统中探索由电荷运动驱动且对数值模拟颇具挑战尺寸的奇异量子相。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.12269,
  title  = {Observation of Nagaoka Polarons in a Fermi-Hubbard Quantum Simulator},
  author = {Martin Lebrat and Muqing Xu and Lev Haldar Kendrick and Anant Kale and Youqi Gang and Pranav Seetharaman and Ivan Morera and Ehsan Khatami and Eugene Demler and Markus Greiner},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.12269},
  year   = {2025}
}

备注

9+12 pages, 4+7 figures, accepted version with author correction