晶格玻色子隐藏弦序的兴起与衰落

我们研究了一类新发现的一维具有扩展相互作用的晶格玻色子相的基态性质（参见 E. G. Dalla Torre 等人，Phys. Rev. Lett. \textbf{97}, 260401 (2006)）。这一新相被称为 Haldane 绝缘体 (HI)，类比于自旋 -1 链的能隙相，其特征是一个非局域序参量，该参量只能用玻色子密度的无限长弦来表示。我们表明，尽管如此，弦序仍可通过与局域耦合的物理场进行探测，方法是利用这些场对将奇异相与常规 Mott 相和密度波相分隔开的量子相变所产生的影响。通过场论分析，我们表明，破坏晶格反演对称性的微扰会使分隔 Mott 相和 Haldane 相的临界点产生能隙，并消除它们之间的尖锐区别。鉴于这两个相均不涉及反演对称性破缺，这一结果非同寻常。我们还研究了在光晶格装置中，平行链之间可调耦合对相图演化的影响。我们发现，链间隧穿通过建立中间超流相，破坏了 Mott 绝缘体和 Haldane 绝缘体之间的直接相变。另一方面，仅通过弱排斥相互作用耦合链并不会改变相图的结构。理论预测已通过使用密度矩阵重整化群 (DMRG) 的数值计算得到证实。