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通过哈密顿量重构量化掺杂反铁磁体中的空穴运动诱导阻挫

量子气体 2024-10-03 v2 强关联电子

摘要

揭示由自旋与运动自由度相互作用主导的量子相的微观起源,是强关联多体物理的核心挑战之一。当空穴在反铁磁自旋背景中运动时,它们改变了自旋的位置,从而在磁环境中诱导出有效阻挫。然而,在量子多体系统中对这一效应的具体刻画仍是一个未解决的问题。本文提出一种哈密顿量重构方案,可精确量化空穴运动诱导的阻挫。我们通过多体态的投影测量获取非局域关联函数,在将磁背景从主导电荷涨落中剥离后,可从中恢复有效自旋哈密顿量。该方案被应用于混合维度系统,其中空穴被限制在一维运动,但 SU(2) 超交换是二维的。我们证明空穴运动将自旋背景驱动至高度阻挫的 regime,其可由有效的 J1J2J_1-J_2-型自旋模型定量描述。我们通过恢复实验获得的 1D Fermi-Hubbard 快照的有效自旋哈密顿量,例证了该重构方案在超冷原子实验中的适用性。我们的方法可推广至完全二维系统,为掺杂 Hubbard 模型提供有前景的微观视角。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02440,
  title  = {Quantifying hole-motion-induced frustration in doped antiferromagnets by Hamiltonian reconstruction},
  author = {Henning Schlömer and Timon A. Hilker and Immanuel Bloch and Ulrich Schollwöck and Fabian Grusdt and Annabelle Bohrdt},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02440},
  year   = {2024}
}

备注

8 + 6 pages