光晶格中一维偶极玻色气体的魔鬼阶梯

我们考虑了限制在一维光晶格中的单组分偶极玻色子气体，其中偶极子的排列使得长程偶极相互作用达到最大排斥。在零格点间跃迁和足够大的在位相互作用极限下，对于0到1之间的填充因子，其相图是一个完整的魔鬼阶梯：每个有理填充下的共度态都在化学势的有限区间内稳定，且对于每个化学势，系统均处于有能隙的共度相。我们从该极限出发，沿两个受实验驱动的方向进行微扰，即引入跃迁和减小在位相互作用。仅引入跃迁可产生一个相图（我们通过跃迁的微扰论计算了该相图），其中共度 Mott 相与超流相竞争。我们通过玻色化方法刻画了 Mott-超流相变的物理机制。在有限势阱中，我们利用 LDA 和模拟退火论证，这会导致共度态区域被具有主导超流关联的斑块所分隔。进一步软化在位相互作用会产生具有双占据的替代共度态，这些态可以形成它们自身的魔鬼阶梯；我们描述了这些态并讨论了它们之间可能的相变。在这种情况下添加跃迁项会产生一维“超固态”，同时表现出离散破缺对称性和超流性。本工作的内容最初作为章节发表于博士学位论文《强关联系统中的奇异序》（普林斯顿大学，09/09，由 S. L. Sondhi 指导），并构成了 [PRB 80: 174519 (2009)] 的更为详尽的版本。