线性离子晶体中超交换磁性的量子模拟

我们提出了一种利用线性囚禁离子晶体模拟自旋$s=\frac{1}{2}$和$s=1$的 Heisenberg 模型的系统。我们表明，激光 - 离子相互作用在原子 V 型能级结构与两种声子模式之间诱导了 Jaynes-Cummings-Hubbard 相互作用。在强耦合机制下，集体原子和声子激发局域在每个格点处，并形成具有可变长度的有效自旋系统。我们表明，由二阶声子跳跃过程引起的量子力学超交换相互作用在单个自旋之间产生了 Heisenberg 型耦合。囚禁离子允许通过调节囚禁频率、激光强度和失谐来控制超交换相互作用。