两分量玻色气体的量子霍尔相图：分量间纠缠与赝势

我们研究了处于高合成磁场中的二维两分量（或赝自旋 1/2）玻色气体在总填充因子和分量间耦合 $g_{\uparrow\downarrow}$ 与分量内耦合 $g>0$ 之比空间中的基态相图。利用精确对角化，我们发现当分量间耦合为吸引（$g_{\uparrow\downarrow}<0$）时，一对几乎不相关的量子霍尔态的乘积态非常稳健，即使 $|g_{\uparrow\downarrow}|$ 接近 $g$ 时依然存在。这与分量间排斥的情况形成对比，在排斥情况下，当 $g_{\uparrow\downarrow}\approx g$ 时，会出现具有高分量间纠缠的各种单重态量子霍尔态。我们结合球面上的赝势解释了这种对 $g_{\uparrow\downarrow}$ 符号的显著依赖性，并解释了处于相互反平行磁场中的两分量玻色气体的最新数值结果，其中发现了对 $g_{\uparrow\downarrow}$ 符号在定性上相反的依赖性。因此，我们的结果揭示了在最小设置下多分量量子霍尔系统与量子自旋霍尔系统之间的有趣联系。