Criticality and Superfluidity in liquid He-4 under Nonequilibrium Conditions
我们回顾了一系列引人注目的最近的实验,和他们的理论解释,在$^4$他在热通量,$Q$的存在下的超流转变。我们定义和评估一组新的临界点指数。超流-正常界面的静力学和动力学进行了讨论,特别注意重力的作用。如果$Q$与重力方向相同,则会出现自组织状态,其中整个样品在转变的正常或超流体侧具有均匀的降低温度。最后,我们回顾了最近的理论和实验有关的热容恒定$Q$。围绕这一领域的令人兴奋之处在于,先进的测温技术和国际空间站上未来可用的微重力实验平台将很快对以前无法进入的数十年低温实验探索开放。
2000-08-29 cond-mat.stat-mech
Mott insulator to superfluid transition of ultracold bosons in an optical lattice near a Feshbach resonance
研究了光晶格中超冷玻色子在费什巴赫共振附近的相图。根据玻色子密度、光晶格势的强度和与共振的失谐,基态可以是莫特绝缘体、具有原子和分子凝聚的超流相、或仅具有分子凝聚的超流相。通过降低光晶格势的强度或改变与费什巴赫共振的失谐量,可以诱导莫特绝缘体到超流的转变。我们发现,当磁场通过共振变化时,对于一个相称的密度,基态可能经历几个绝缘体-超流或超流-绝缘体的转变。
2005-04-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Influence of the trap shape on the superfluid-Mott transition in ultracold atomic gases
在现有的光晶格实验中,由于二次禁闭势的存在,超流和莫特绝缘体共存,使得超流-Mott相变的精确探测变得困难。研究替代捕获的潜力,这是实验上可实现的,并有一个平坦的中心,我们发现,过渡可以更好地解决,但在成本的粒子填充更困难的调整。当用局域探针和局域密度近似绘制相图时,我们发现抛物陷阱的梯度较平滑是有利的。
2008-03-04 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Mott states under the influence of fermion-boson conversion: invasion of superfluidity
我研究了费什巴赫共振附近的费米子-玻色子转换对库珀对的莫特态的影响,并证明了超流性的可能入侵。用有效耦合$U(1)\otimes U(1)$量子转子哈密顿量和耦合XXZ $\otimes$ XXZ自旋哈密顿量研究了费米玻色气体的量子动力学.我还指出了两个不同的分支的集体模式在超流态,其中之一涉及反对称相位振荡的费米子和玻色子通道和{ \em总是}缺口,因为费米子玻色子转换。
2005-06-28 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Absence of a Direct Superfluid to Mott Insulator Transition in Disordered Bose Systems
我们证明了在一般的有界无序玻色子系统中,超流体和莫特绝缘体之间不存在直接的量子相变。我们还证明了系统在超流-绝缘体临界线及其附近的可压缩性。这些结论来自于一般的{ \it夹杂定理},该定理指出,对于无序系统中的任何过渡,人们总是可以在过渡线的两侧找到竞争相的稀有区域。对无序玻色-哈伯德模型的量子蒙特卡罗模拟显示了一个更强的结果,对莫特绝缘体到玻色玻璃相变的性质很重要:临界无序束缚$Δ_c$,对应于无序诱导超流的开始,满足关系式$Δ_c > E_{\rm g/2}$,其中$E_{\rm g/2}$是纯系统中莫特能隙的半宽度。
2009-05-27 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Criticality of the excess energy cost due to the unit-flux-quantum external field for the $(2+1)$D superfluid-insulator transition
对二维($2$ D)自旋- $S=1$ $XY$模型进行了数值研究,以实现$(2+1)$ D超流-Mott-绝缘体(SF-MI)相变.相互作用参数的扩展,以抑制修正有限尺寸标度。因此,通过将相位因子$e^{iϕ_{ij}}$($ϕ_{ij}$:$i$和$j$位置之间的规范角)并入跳跃幅度,将单位通量量子($Φ=2π$)的外场施加到2D团簇。利用精确对角化方法的优点,我们可以处理这样一个复杂的矩阵元素,我们评估了多余的能量成本$ΔE(2π)$由于磁通量$Φ=2π$明确在SF($XY$)阶段。结果,我们发现振幅比$ρ_s / ΔE(2π)$($ρ_s$:自旋刚度)在临界点附近是有意义的,在SF相位侧呈现出显著的平台。估计了高原高度,并与相关研究进行了比较。
2022-03-26 cond-mat.stat-mech
Signatures of the superfluid to Mott insulator transition in cold bosonic atoms in a one dimensional optical lattice
利用有限尺寸密度矩阵重整化群方法研究了玻色-哈伯德模型.我们首次获得了一个完整的相图系统中存在的谐波陷阱,并比较它与均匀系统。为了实现从超流到莫特绝缘体相的转变,我们研究了这些相在动量分布、可见度、凝聚分数和特定密度下玻色子总数等方面的不同实验特征。各种实验签名和相图之间的关系突出显示。
2008-11-09 cond-mat.other cond-mat.stat-mech
Gaussian quantum fluctuations in the superfluid-Mott phase transition
冷却技术的最新进展使量子相变的实验研究成为可能,量子相变是通过改变控制参数而接近绝对零度的转变。一个典型的例子是周期晶格上相互作用玻色子的超流-莫特跃迁。从这个超流-莫特跃迁的相对论性金兹伯格-朗道作用量中,我们得到了玻色子系统的基本激发,它包含在超流相中的带隙的希格斯模式和无隙的戈德斯通模式。我们表明,这个能谱是在良好的协议与现有的实验数据,我们用它来提取,与维正则化的帮助下,有意义的分析公式的超越平均场状态方程在两个和三个空间维度。我们发现,虽然平均场状态方程总是给出二阶量子相变,但高斯量子涨落的引入可以诱导一阶量子相变。这一预测是未来量子相变实验的有力基准。
2019-01-23 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Migration of bosonic particles across a Mott insulator to superfluid phase interface
本文考虑了单位填充下Bose-哈伯德模型中莫特绝缘体和超流区之间的边界。最初,两个区域被解耦并冷却到它们各自的基态。我们发现,在两个区域之间切换一个小的隧道速率后,莫特区域的所有粒子迁移到超流区域。当两个区域的化学势之差小于超流体的任何本征模的最大能量时,就会发生这种迁移。我们验证了我们的结果与DMRG模拟数值,并解释他们解析与主方程近似,找到两种方法之间的良好协议。最后,我们对微腔与光晶格耦合阵列中观察这种效应进行了可行性研究。
2008-01-14 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Sweeping from the superfluid to Mott phase in the Bose-Hubbard model
研究了具有含时隧穿率$J(t)$的玻色-哈伯德模型从超流到Mott态的量子相变的扫掠.在实验相关的情况下,指数衰减,$J(t)\propto e^{-γt}$,一个适应的大填充物的平均场展开$n$产生的波动的缩放解决方案。这使我们能够分析计算缓慢($γ\llμ$),中间和快速(非绝热$γ\ggμ$)扫描的数量和相位变化(现场)和相关性(场外)的演变,其中$μ$是化学势。最后,我们推导出非对角长程序的动力学衰减以及在持续环电流设置的超流部分的时间收缩。
2006-10-23 cond-mat.stat-mech quant-ph
Strong randomness criticality in the scratched-XY model
研究了具有幂律分布的“划痕”键无序的二维XY模型中的有限温度超流相变。随着指数的减小,无序性变得更强,驱动超流转变的机制从传统的涡对解束缚转变为强随机临界(称为划痕XY临界),其特征在于超流刚度的非普适跳跃。通过设计一个有限尺寸效应最小的模型,数值证明了在有限温度下划痕XY临界性的存在及其渐近精确的半重整化群理论的描述.可能的实验实施进行了讨论。
2018-07-24 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Mott Insulator-Density Ordered Superfluid Transition and "Shamrock Transition" in a Frustrated Triangle Lattice
密度有序通常是长程相互作用和短程相互作用之间竞争的结果。在这里,我们报告了一个密度有序的超流体涌现的均匀莫特绝缘体由于挫折和本地相互作用之间的竞争。这种转变被发现在玻色-哈伯德模型上的一个挫折的三角形晶格与一个额外的配对项。此外,我们发现了两种不同密度有序超流体之间的量子相变,这是超越朗道-金兹伯格范式。在这个过渡中,U(1)对称性是涌现的,而每个密度有序超流体的对称性是Z2*Z3。由于在参数空间中出现了类似三叶草的简并基态,我们称这种跃迁为三叶草跃迁。建立了上述两种跃迁的有效低能理论,并发现了它们与时钟模型的异同。
2021-12-21 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Collective excitations of a strongly-correlated non-equilibrium photon fluid across the Mott/superfluid phase transition
我们发展了一个Gutzwiller理论,研究了在非马尔可夫非相干泵浦驱动下强相互作用光子流体的非平衡定态。特别是,我们探讨的集体激发模式的整个平衡Mott/超流过渡,表征的扩散Goldstone模式在超流相和粒子/空穴激发在绝缘的。突出显示了系统的泵浦-探测光学响应中的可观察特征。我们的研究结果似乎是实验上最先进的电路QED设备,并开辟了道路,驱动耗散流体的光作为量子模拟器的新的多体方案。
2022-11-14 cond-mat.other cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Criticality and Mott-glass phase in a disordered 2D quantum spin systems
利用量子蒙特卡罗模拟研究了正方晶格上具有三种不同最近邻相互作用J1<=J2<=J3的无序S=1/2海森堡量子自旋模型.我们考虑的制度,其中J1代表弱键,和J2和J3对应于两种较强的债券(二聚体),这是随机分布的列形成耦合2-腿梯。当平均二聚体内耦合(J2+J3)/2增加时,系统经历了从基态的Neel到量子玻璃化转变,随后又经历了第二次到量子顺磁体的转变。量子玻璃相是无间隙的莫特玻璃类型(即,在玻色子语言中,它在温度T = 0时是不可压缩的),并且我们发现均匀磁化率的温度依赖性遵循拉伸指数形式x~exp(-b/T^α),其中0在Neel玻璃化转变,我们观察到标准的O(3)临界指数,这意味着在这个系统中违反了Harris准则的相关性的障碍。
2014-07-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Quench from Mott Insulator to Superfluid
我们研究了玻色-哈伯德模型中最近邻隧穿速率的线性斜坡驱动系统从莫特绝缘体态进入超流相。我们采用截断Wigner近似来模拟一维、二维和三维均匀系统的线性猝灭,以及三维谐波阱中的线性猝灭。在所有这些设置中,激发能像猝灭时间的三分之一根那样衰减。-1/3标度来自脉冲绝热近似-Kibble-Zurek机制的变体-描述当系统开始跟上增加的隧穿速率时从非绝热到绝热演化的交叉。
2012-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Dynamics of the Mott Insulator to Superfluid quantum phase transition in the truncated Wigner approximation
研究了玻色-哈伯德模型中从莫特绝缘体态到超流态的量子相变。我们在截断维格纳近似下研究了一维、二维和三维晶格。我们计算动能和势能,结果表明它们具有幂律行为,作为跃迁速率的函数,幂等于1/3。这同样适用于具有谐波陷阱的系统中的总能量,谐波陷阱通常存在于实验装置中。这些观察结果与[8]的实验一致,在[8]中也观察到这种标度,并且衰变的功率在数值上接近1/3。结果证实了Kibble-Zurek(绝热脉冲绝热近似)的情况下,这种转变。
2013-01-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech quant-ph
Asymptotically Exact Scenario of Strong-Disorder Criticality in One-Dimensional Superfluids
本文提出了一维无序系统中超流到玻色/莫特玻璃化转变的受控稀弱链理论。该转变具有Kosterlitz临界性质,但可能发生在任意大的Luttinger参数值$K$。与Altman { \it et al.}的方案相反,[Phys. Rev. B { \bf 81},174528(2010)]中,流体动力学描述在相关半径下是有效的,并且沿着Kane和Fisher [Phys.Rev.Lett. { \bf 68},1220(1992)]。该理论的标志是在宏观尺度上的Luttinger参数的临界值和微观(不可重正化)指数$ζ$之间的关系$K^{(c)}=1/ζ$,该指数描述了固定介观尺寸$L$的系统中$N/L \gg 1$无序实现中最弱链接的强度的缩放$\propto 1/N^{1-ζ}$。
2014-04-25 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Rigorous mean-field dynamics of lattice bosons: Quenches from the Mott insulator
我们对格点玻色子的Gutzwiller平均场动力学进行了严格的推导,证明了它在全连通格点上是精确的。我们应用这种形式主义淬火的相互作用参数从莫特绝缘体的超流态。虽然在平均场的莫特绝缘体是一个稳定的状态,我们表明,动力学临界相互作用$U_d$的存在,使最终的相互作用参数$U_f>U_d$的莫特绝缘体是指数不稳定的新兴的长程超流秩序,而$U_f<U_d$的莫特绝缘状态是稳定的。我们讨论了有限维系统的预测的影响。
2011-07-25 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Entanglement entropy across the superfluid-insulator transition : a signature of bosonic criticality
研究了格点上强关联玻色子的玻色-哈伯德模型的纠缠熵和纠缠谱。使用受控近似-从玻色子方法-使我们能够以最小的成本研究模型的所有状态(最重要的是,跨越其超流/莫特绝缘体过渡)的纠缠。我们发现,面积律缩放的纠缠-验证在所有阶段-表现出尖锐的奇异性的过渡。当过渡在固定的整数填充处交叉时,奇异性大大增强,这是由于包含额外的无间隙模式的更丰富的纠缠谱,该模式从全局激发谱的振幅(希格斯)模式下降-而该模式在具有可变填充的通用(无间隙-不相称)过渡处保持间隙。因此,纠缠特性包含了玻色-哈伯德模型所表现出的两种不同形式的玻色子临界性的独特特征。
2016-05-11 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el