Dirty-boson physics with magnetic insulators
我们回顾了最近的理论和实验的努力,旨在调查的物理相互作用的无序玻色子(所谓的脏玻色子)的背景下,量子磁性。脏玻色子的物理学与各种各样的凝聚态系统有关,包括多孔介质中的氦,颗粒超导体和无序光学势中的超冷原子,仅举几例。然而,从局部的玻色玻璃相到有序的超流凝聚相的转变的理解仍然是一个根本性的开放问题。还有待建设的是一个定量描述的高度不均匀和强相关的阶段连接的过渡。我们讨论了如何在一个强磁场无序磁绝缘体可以提供一个良好的控制实现上述过渡。将数值模拟与真实材料的实验相结合,可以揭示临界行为的一些基本性质,例如临界温度与接近量子临界点的凝聚的比例。
2013-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Disordered bosons in one dimension: from weak to strong randomness criticality
利用大规模蒙特卡罗模拟研究了一维非对角无序玻色子的超流-绝缘体量子相变。对于弱无序,我们发现该跃迁与洁净系统的超流-莫特绝缘体跃迁属于同一普适类。转变的性质会随着无序度的增加而改变。除了临界紊乱强度,我们发现非普遍的,依赖于紊乱的临界行为。我们比较我们的结果最近微扰和强无序重整化群的预测。我们还讨论了实验的影响,以及我们的结果扩展到其他系统。
2013-01-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The quasi-particle gap in a disordered boson Hubbard model in two dimensions
研究了在公度填充下二维无序玻色子哈伯德模型中准粒子能隙在量子相变附近的行为。通过蒙特卡罗模拟的合奏与固定数量的粒子,我们观察到的行为的间隙作为一个函数的调谐参数的各种强度的对角无序。对于弱无序,我们发现,有间隙的莫特绝缘相是持续的过渡点,只在超流中消失,强烈支持直接莫特绝缘体超流转变。玻色玻璃行为,绝缘与消失的间隙,只有在无序的强度大于一个临界值时才出现。
2005-11-23 cond-mat.str-el
Einstein relation for a driven disordered quantum chain in subdiffusive regime
当量子粒子与巡游硬核玻色子耦合时,它在强无序链上以亚扩散方式传播。我们建立了一个广义爱因斯坦关系(GER),这种次扩散蔓延到一个不寻常的随时间变化的漂移速度,这似乎是一个恒定的电场的结果。我们表明,GER仍然有效,远远超出了政权的线性响应。定性地说,当非线性场效应导致类斯塔克局域化时,它适用于最强驱动。基于全量子演化的数值计算证实了更简单的速率方程的玻色子辅助局域安德森状态之间的过渡。
2019-05-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Phase diagram of a Disordered Boson Hubbard Model in Two Dimensions
研究了二维无序玻色子哈伯德模型的零温相变。该模型的相图是根据无序强度和化学势构造的。通过量子蒙特卡罗模拟,我们发现一个多临界线分离弱无序制度,其中的随机势是无关的,从强无序制度。在弱无序区,莫特绝缘体超流转变发生,而在强无序区,玻色玻璃超流转变发生。在多临界线上,绝缘体-超流的转变具有动力学临界指数$z=1.35 \pm 0.05$和关联长度临界指数$ν=0.67 \pm 0.03$,这与线外的转变值不同。我们认为,粒子-空穴对的扩散屏蔽了弱无序效应。
2001-11-28 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Resistivity and its fluctuations in disordered many-body systems: from chains to planes
研究了耦合到硬核玻色子的量子粒子在带有$R$腿的无序阶梯上的传播。借助玻色子辅助的Anderson态跃迁的速率方程研究了粒子动力学。我们表明,有限$R < \infty$和足够强的无序的动力学是subdiffusive,而二维平面系统与$R\to \infty$出现扩散任意强的无序。从扩散到亚扩散制度的过渡可以通过电阻率的统计波动来确定。相应的分布函数中的扩散制度有胖的尾巴,减少系统的大小$L$比$1/\sqrt{L}$慢得多。最后,我们提出的证据表明,类似的非高斯波动也出现在标准模型的多体局域化,即,在强无序的量子自旋链中。
2020-03-01 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Quench dynamics of one-dimensional interacting bosons in a disordered potential: Elastic dephasing and critical speeding-up of thermalization
研究了一维弱无序势突然开启后相互作用玻色子的动力学行为。在准粒子散射之前的时间尺度上(预热化区),随机弹性前向散射的失相导致所有相关性以指数方式快速衰减,但系统仍然远离热平衡。在较长的时间内,无序和相互作用的组合效应引起非弹性散射和热化。一个新的量子动力学方程的帐户的无序和相互作用的动力学研究。热化原来是最有效的超流玻色玻璃临界点,非线性变得越来越重要。数值计算得到的热化时间与解析估计吻合得很好。
2014-06-23 cond-mat.str-el
Biaxial spin-nematic phase of two dimensional disordered rotor models and spin-one bosons in optical lattices
我们证明了具有四极相互作用的无序转子模型的基态可以呈现无序平均意义下的双轴有序。我们提出了一个平均场分析的模型,并证明了双轴相位对小的量子涨落是稳定的。我们指出了在自旋相关的无序光晶格中,在每个格点原子数很大的情况下,利用超冷自旋1玻色原子实验实现这种转子模型的可能性,并提出了一种检测这种系统中双轴向列性的成像实验.
2006-12-06 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Simulations of Disordered Bosons on Hyper-Cubic Lattices
我们解决相关的无序量子力学系统在非常低的温度下的研究计算问题。作为一个例子,我们考虑了直接从玻色玻璃到超流相变的三维无序玻色-哈伯德模型。的关键行为的普遍方面被捕获的(3 + 1)维链路电流模型,其中一个有效的“蠕虫”算法是已知的。我们提出了一个计算的分布的超流刚度的无序实现,概述了一些重要的考虑进行这样的估计,并建议修改的链接电流哈密顿量,提高了数值效率的平均过程中,而不改变模型的普遍属性。
2006-01-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-disordered superfluid state for spin-1 bosons with fractional spin and statistics
利用射影构作方法研究了二维空间中强关联自旋1玻色气体。当相互作用为反铁磁时,我们构造并提出了自旋无序超流态作为与传统极性凝聚相竞争的候选者。这种新的状态具有非平凡的拓扑顺序,其低能量激发携带分数自旋,电荷和统计。自旋激发仅在边缘处变得无隙,并由一级SU(2)卡茨-穆迪代数描述。边态与手征自旋液体的边态或自旋1/2链的右运动扇区的边态相同。
2002-05-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Bose-glass, superfluid, and rung-Mott phases of hard-core bosons in disordered two-leg ladders
利用Monte Carlo方法,研究了无序对具有链内($t$)和链间($t^\prime$)跳跃的两条腿阶梯中硬核玻色子系统的作用.我们发现,作为玻色子密度,无序强度和$t^\prime/t$的函数的相图是远远不是平凡的。这与无自旋费米子的情况形成对比,在这种情况下,标准的局域化参数适用,安德森局域化相位遍布整个相图。可压缩玻色玻璃相总是侵入每个位置零(或一)玻色子的莫特绝缘体和稳定为弱无序的超流体之间。在半填充时,在(有间隙的)横档-莫特绝缘体和玻色玻璃之间存在直接转变,这是由无序被抑制的指数罕见区域驱动的。最后,通过掺杂的横档-莫特绝缘体,一个直接过渡到超流体是可能的,只有在干净的系统,而莫特相总是包围的玻色玻璃时,无序存在。根据我们的数值证据的相图最后报告。
2011-02-16 cond-mat.str-el
Quantum disordered ground state for hard-core bosons on the frustrated square lattice
本文研究了具有竞争相互作用的正方晶格上硬核玻色子的相图。硬核玻色子也可以用自旋为1/2的算符表示,因此该模型可以映射到各向异性的$J_1$ - $J_2$ -海森堡模型。我们发现Néel态和共线反铁磁态作为经典的有序相被抑制小的铁磁交换项$J_{1,2}^{x,y}$和铁磁相的顺序在x-y-plane为大$J_{1,2}^{x,y}$。对于一个中间政权的出现,新的量子态,如价键晶体或超固体预测类似的模型。我们没有观察到任何信号的长程序在传统的顺序或二聚体的相关性,在我们的模型中,发现一个指数衰减的自旋相关性。因此,所有的证据都指向相图中一个小区域的量子无序基态。
2011-12-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase diagram of hard-core bosons on clean and disordered 2-leg ladders: Mott insulator - Luttinger liquid - Bose glass
一维自由费米子和硬核玻色子通常被认为是等价的。事实上,当粒子被限制在链上的最近邻跳跃时,它们不能交换自己,因此几乎不经历它们自己的统计。除了依赖于所谓的乔丹-维格纳弦的非对角相关性之外,实空间的可观测量对于链上的自由费米子和硬核玻色子是相似的。有趣的是,通过仅耦合两条链,从而形成一个两条腿的梯子,粒子交换成为允许的,并导致自由费米子和硬核玻色子之间完全不同的物理。本文采用解析(强耦合、场论、重整化群)和数值(量子蒙特卡罗、密度矩阵重整化群)相结合的方法,研究了两条腿的梯形几何中硬核玻色子跳跃的表面简单但非平凡的模型.在半填充时,虽然只有在大的链间跳跃tperp > 2 t时费米子才出现能带绝缘体,但只要tperp \neq 0通过Kosterlitz-无跃迁,玻色子就会出现莫特能隙。远离半填充,情况甚至更有趣,因为无间隙Luttinger液体模式出现在具有非平凡填充依赖的Luttinger参数1/2 \leq Ks \leq 1的对称扇区中。讨论了冷原子实验、磁场中的自旋梯以及无序效应的结果。特别是,量子相变,预计在有限的无序强度之间的一维超流体和绝缘玻色玻璃相。
2011-03-30 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Inhomogeneous mean-field approach to collective excitations in disordered interacting bosons
我们开发了一个非均匀的量子平均场方法的行为的集体激发在两个维度的超流莫特玻璃量子相变,补充最近的量子蒙特卡罗模拟[物理。{ \bf 125},027002(2020)]。在二次(高斯)近似下,Goldstone(相位)和Higgs(振幅)模式完全解耦。每一个描述了一个无序的Bogoliubov哈密顿量,可以解决一个非齐次多模Bogoliubov变换。我们发现,希格斯模式是空间本地化的两个阶段。相应的标量谱函数显示了一个宽峰,这是非临界的,在这个意义上,它的峰值频率不软化,但保持非零的量子相变。相比之下,最低能量的Goldstone模式在超流相中离域,导致零频率谱峰。我们将这些发现与量子蒙特卡罗模拟的结果进行了比较。我们还将它们与玻色子激发的本地化的一般结果,我们讨论了我们的方法的限制和一般性。
2021-12-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Schwinger-Boson Mean Field Solution of Spin-1 (or 1/2) 2D Anisotropic Heisenberg Antiferromagnet
利用共振价键(RVB)概念和Schwinger-boson平均场近似,研究了二维各向异性海森堡反铁磁体。我们发现,增加耦合比($α=J_{y}/J_{x}$),无序-有序相变出现超过一个临界值($α_{c}$)。当$α>α_{c}$存在一个有限的$T_{N}$时,超过这个有限的$T_{N}$就会发生有序-无序相变,而对于$α<α_{c}$总是存在一个间隙。我们还发现,对于一维和二维各向同性情形,存在一个解耦温度$T_{D}$,当$T$接近$T_{D}$时,RVB序参量迅速减小到零.
2003-01-29 cond-mat.str-el
Quantum interference and spin-charge separation in a disordered Luttinger liquid
在Luttinger液体(LL)模型的框架下,研究了自旋对单通道无序量子线中相互作用电子的量子干涉的影响。自旋LL中电子干涉的性质特别重要,因为携带电荷和自旋的基本玻色子激发以不同的速度传播。我们扩展的功能玻色化的方法来处理费米子和玻色自由度在一个无序的自旋LL平等的基础上。我们分析了有限温度下自旋-电荷分离对单粒子费米激发的光谱性质和无序量子线的电导率的影响。我们证明了弱局域化的概念,涉及到多重散射电子波的干扰和它们的退相干由于电子-电子散射,仍然适用于自旋-电荷分离系统。由电子-电子相互作用和自旋-电荷分离的相互作用,相关的退相长度,被发现是参数短于在无自旋LL。我们计算了量子(弱局域化)和经典(记忆效应)的无序自旋LL的电导率的修正。在高温极限下,经典修正占主导地位。
2008-08-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Anderson localization versus charge-density-wave formation in disordered electron systems
我们研究的无序和相互作用的影响,包括玻色子自由度的框架内的一个通用的一维传输模型,安德森-爱德华兹模型的相互作用。利用密度矩阵重整化群技术,通过一个精细的样本平均有限尺寸标度过程,从电荷结构因子中提取了Tomonaga Luttinger液体参数的局域化长度和重整化。安德森局域态的性质可以用无无序金属相的标度关系来描述。我们分析了无序如何与玻色子引发的电荷密度波相关性竞争,并给出了强无序将破坏电荷有序态的证据。
2013-01-20 cond-mat.str-el
Bose glass transition and spin-wave localization for 2D bosons in a random potential
本文发展了一种研究二维硬核玻色子在无规势$μ=\pm$ W中零温超流-绝缘体相变的自旋波方法。虽然在经典水平上,玻色凝聚超流体(SF)和带隙无序绝缘体之间没有干涉相,但量子涨落的引入导致了更丰富的物理学。当增加无序强度W时,玻色凝聚部分首先消失,在SF之前。然后,在有限区域内出现无间隙玻色玻璃相,直到绝缘体出现。此外,在强无序的SF制度,自旋波激发谱中的迁移率边缘被发现在有限的频率$Ω_c$与W减少,大概消失在玻色玻璃相。
2013-10-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Modeling the pseudogap metallic state in cuprates: quantum disordered pair density wave
我们提出了一种方法来量子无序的对密度波,并提出它是一个候选人的有效的低能量描述的赝隙金属,可以揭示自己在一个足够高的磁场,抑制d波配对。我们构造的基态是一种在密度波放大的单胞中具有玻色子莫特绝缘体的小囊费米液体。在低能量下,电荷密度主要由电荷2e玻色子携带,它们形成一个小的绝缘间隙。作为中间步骤,我们讨论了完全带隙超导体的量子无序及其激发谱。为了说明我们介绍的概念,我们介绍了一个简化的一维模型,我们数值求解。我们讨论了一些实验结果。电子和小能隙玻色子之间的相互作用导致电子谱函数中的阶跃函数背景,这可能与现有的ARPES数据一致。穿过玻色子能隙的光激发可以解释很久以前报道的中红外吸收的开始和大小。
2019-10-31 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Quenched random mass disorder in the large N theory of vector bosons
研究了大N极限下具有猝灭随机质量无序的临界玻色O(N)矢量模型。由于复制的动作,这有时是没有从下面有界的,我们避免了复制的技巧,并采用传统的方法直接计算无序平均的物理可观测量。在$N=\infty$中,我们可以精确地求解无序模型。由此产生的低能量行为可以用两种标度不变理论来描述,其中一种具有内在标度。在有限的$N$,我们发现,以前提出的有吸引力的无序不动点在$d=2$继续存在于$d=2+ε$空间维度。我们还研究了系统在$3<d<4$空间维度的无序是相关的高斯固定点。然而,没有物理吸引力的固定点被发现低于四个空间维度。尽管如此,在$2+ε$维上的稳定不动点仍然可以在系统具有实验实现的$d=3$上存在。预测了一些临界指数,以便将来的数值计算和实验检查。
2022-11-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el hep-th
Condensing Nielsen-Olesen strings and the vortex-boson duality in 3+1 and higher dimensions
2+1维中的涡旋玻色子(或阿贝尔-希格斯,XY)对偶性表明量子无序超流体等价于有序超导体,反之亦然。这样的二元结构应该是普遍存在的,但在3+1(和更高)维度中,缺乏二元性的精确表述。问题是拓扑缺陷变成了扩展的对象,3+1D中的字符串。我们争论如何凝聚的涡旋弦必须从无序超流体,即玻色-莫特绝缘体已知的物理行为。在早期的建议中的一个缺陷被修复,和一个更直接的观点,避免规范场,在物理超导方面的布局,也很容易推广到高维和更复杂的系统。此外,拓扑缺陷很容易识别,我们证明了玻色-莫特绝缘体支持线缺陷,这可能是在冷原子实验中看到的。
2010-08-30 cond-mat.str-el hep-th
Quantum disorder in the spatially completely anisotropic triangular lattice II: frustrated hard-core bosons
在二维受挫自旋系统中发生的自旋液体最初被认为出现在最强的挫折,但越来越多的证据表明,他们更有可能在两种不同类型的顺序之间的过渡干预。为了确定这是否更普遍,我们在这里分析了一个泛化的空间各向异性三角晶格(SATL)与反铁磁XY相互作用,空间\emph{completely}各向异性三角晶格(SCATL)。这个模型可以在实验中实现与囚禁离子,超小约瑟夫森结,或超冷原子在光晶格。利用Takahashi修正的自旋波理论,我们发现两种不同的有序总是被没有磁长程序的相位分开。我们的研究结果进一步表明,两个缺口,磁无序相,确定为不同的SATL,实际上是连续连接通过额外的各向异性的SCATL。正如这些结果所表明的那样,这种额外的各向异性-允许从不同的角度接近量子无序相-可以对量子无序相的性质提供基本的见解。我们补充我们的结果,精确的对角化,这也表明,在部分的缺口非磁性相,手征长程相关可以生存。
2013-01-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el