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量子 4e 超导性与吸引性 SU(4) Hubbard 模型中的去束缚亚临界性

强关联电子 2026-04-17 v1 统计力学 超导电性 高能物理 - 理论

摘要

与常规的 2e 超导体不同,4e 超导体表现为电子四元体(而非配对)的长程相干性。清醒的 4e 超导性实现仍然极其稀少。本文通过数值准确的大规模量子蒙特卡罗(QMC)模拟,克服主要技术障碍,调查了吸引性 SU(4) Hubbard 模型的零温相图。我们识别出 2e 与 4e 超导相。随着相互作用增强,2e 关联性被抑制并最终消失,而 4e 关联性保持稳健并随系统规模收敛,标志着四元体凝聚相的出现。有趣的是,在 2e-4e 相变跨越处,单电子仍保持能隆,而 2e 关联性表现出与常规 Landau 描述不一致的尺度行为。这些特征在一种分形化框架中自然得到解释:物理的 2e 序参量是与涌现非阿贝尔规范结构耦合的复合场。我们构建 Sp(4) 规范-Higgs 理论,实现了 2e(Higgs 相)与 4e(束缚相)之间的去束缚量子亚临界性。Sp(4) 规范-Higgs 理论通过固定点碰撞实现亚临界性,其一阶碰撞点指数定量地跟踪 QMC 结果。我们的结果确立了 4e 超导性为正式的零温相,提供了一个在数值上严格可行的框架进行未来研究,并揭示了超导临界性的一种非常规路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.14289,
  title  = {Quantum Charge-4e Superconductivity and Deconfined Pseudocriticality in the Attractive SU(4) Hubbard Model},
  author = {Zhou-Quan Wan and Huan Jiang and Xuan Zou and Shiwei Zhang and Shao-Kai Jian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.14289},
  year   = {2026}
}

备注

5 + 11 pages, 12 figures