在 Mott 相变附近安放竞争序

我们描述了二维晶格上超流体向具有平均粒子密度 p/q（p、q 为互质整数）的共格 Mott 绝缘体的局域化转变。对于正方晶格上的玻色子，我们论证了超流体具有至少 q 重简并的涡旋种类，这些涡旋在正方晶格空间群（一种 PSG）的投影表示下变换。单一涡旋凝聚体的形成产生了 Mott 绝缘体，PSG 要求该绝缘体在主轴上具有波长为 q/n（n 为整数）个晶格常数的密度波序；这种二阶转变在 Landau-Ginzburg-Wilson 框架内是被禁止的。我们还讨论了直接玻色子表示中的超流体-绝缘体转变，发现仅当 q 取特定值（存在 PSG 的置换表示）时，才允许用解禁闭分数化玻色子来解释量子临界性。我们论证（并在配套论文 L. Balents 等，cond-mat/0409470 中详细证明）我们的结果基本不变地适用于具有短程配对的电子系统，其中 PSG 由 Cooper 对的粒子密度决定。我们还描述了静态杂质在超流体中的效应：杂质局部打破了 q 种涡旋之间的简并性，从而在每个涡旋附近诱导出密度波序。我们建议，这样的理论为 Hoffman 等（cond-mat/0201348）在 BSCCO 涡旋晶格的 STM 研究中观察到的局域态密度调制提供了一个有吸引力的合理解释，并允许对零磁场和有限磁场下密度波序的成核进行统一描述。我们指出了我们理论中可能被未来 STM 实验检验的特征。