$t$-$t^\prime$-$J$ 模型的符号结构及其物理后果

理解掺杂 Mott 绝缘体是凝聚态物理的核心挑战。本工作中,我们首先在平方晶格上的 $t$-$t'$-$J$ 模型中明确辨识出一种取代弱相互作用电子常规费米统计的新符号结构。接着我们表明,配分函数中奇异的、即相位弦部分的符号结构可在一个修正模型中被精确关闭。随后采用密度矩阵重整化群方法在有限尺寸系统上比较研究这两个模型,旨在揭示相位弦组分的后果。我们发现空穴配对不仅存在于准长程超导相中,也存在于 $t$-$t'$-$J$ 模型的条纹相中。然而一旦相位弦被关闭,超导与条纹序连同潜在的空穴配对均消失。相应基态退化为与反铁磁自旋背景解耦的、具有小空穴费米口袋的平庸费米液体类态。这与原始 $t$-$t'$-$J$ 模型形成尖锐对比:在六腿梯子计算中,于 $t'/t<0$ 的条纹相或 $t'/t>0$ 的超导相可恢复大费米面。我们的研究清楚表明,掺杂 Mott 绝缘体中的强关联效应应主要归因于自旋与电荷间的长程量子纠缠,这在无双占据约束下是非微扰地超越简单自旋-电荷分离的。