二维光晶格中玻色原子 - 分子混合物的量子与热相变

我们研究了描述原子和分子在二维光晶格上通过 Feshbach 共振相互作用的、具有 $U(1)\times \mathbb{Z}_2$ 对称性的双组分 Bose-Hubbard 模型的基态和热相图。利用量子蒙特卡洛模拟和平均场理论，我们表明两种组分之间的转换（相干耦合原子态和分子态）对 Mott-超流转变具有关键影响，并稳定了一种能隙由转换项控制的绝缘相——即 Feshbach 绝缘体——而非标准的 Mott 绝缘相。取决于原子和分子之间的失谐，该模型表现出三种相：Feshbach 绝缘体、与非凝聚原子共存的分子凝聚体，以及混合原子 - 分子凝聚体。采用有限尺寸标度方法，我们观察到当 $U(1)$ ($\mathbb{Z}_2$) 对称性破缺时发生 3D XY (3D Ising) 转变，而当 $U(1)$ 和 $\mathbb{Z}_2$ 对称性同时自发破缺时，转变为一级相变。我们还讨论了有限温度相图。分子超流的热消失导致具有超流密度异常普适跳跃的 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 转变。混合原子和分子超流的准长程相干性的丧失更为微妙，因为只有原子表现出常规的 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless 临界性。我们还观察到低温下混合超流与正常玻色液体之间的经典一级相变。