扩展 Jaynes-Cummings-Hubbard 模型相图的虫量子蒙特卡洛研究

本文中，我们主要通过大规模虫量子蒙特卡洛方法研究扩展 Jaynes-Cummings-Hubbard 模型，以检验在各种几何（如一维链、平方晶格和三角晶格）中是否存在光超固相。为实现此目的，我们研究了基态相图。对于一维链和平方晶格，超流相与固相之间发生一级相变，因此这些几何中不存在稳定的超固相。有趣的是，若在有限尺寸链中调节化学势，会出现局域密度的孤子/拍频。然而，这种孤子-超流共存不能在热力学极限下被视为超固相。为寻找光超固相，我们还研究了三角晶格上的 Jaynes-Cummings-Hubbard 模型，并获得了相图。通过对不同系统尺寸的结构因子、动量分布和超流刚度的测量，三角晶格几何中稳定存在超固相，且超固相区域小于平均场结果。Jaynes-Cummings-Hubbard 模型中的光超固相具有超可靠性，这在纯 Bose-Hubbard 模型中不存在，因而引人关注。我们相信本文结果有助于在冷原子实验中寻找新的奇异相。