Wigner Crystallization of Rotating Dipolar Fermions in the Fractional Quantum Hall Regime
我们证明了在分数量子霍尔（Fractional Quantum Hall，简称FWHH）机制下维格纳晶体（Wigner crystal，简称WC）的可能存在。我们发现，朗道能级混合（LLM）将降低WC的能量显着在高密度区。在高密度区域中，WC的能量低于CH3OH液体。我们得出结论，对于旋转偶极气体，预期在高密度下会出现晶相，这与非旋转偶极气体一致，但与Baranov等人的低密度结论不一致[Phys. Rev. Lett. 100，200402（2008）]，其中忽略LLM的影响。
2010-05-10 cond-mat.quant-gas
Quantum Melting of a Wigner crystal of Rotating Dipolar Fermions in the Lowest Landau Level
我们研究了二维旋转偶极费米子维格纳晶体的行为和稳定性。利用只占据最低朗道能级部分的二维旋转偶极费米子的基态的一个近似波函数，研究了Wigner晶体在最低朗道能级的相关能、弹性模量和集体模.然后我们计算了维格纳晶体的位移矢量的均方。在绝对零度下，使用Lindeman准则评估临界填充因子，低于该因子时，预期为结晶状态。我们发现粒子（空穴）晶体在填充因子小于1/15时是局部稳定的（在填充因子14/15和1之间），其中晶体的稳定区域比Baranov，Fehrmann和Lewenstein的结果窄得多，[Phys. Rev. Lett. 100，200402（2008）]。
2010-03-14 cond-mat.quant-gas
Spontaneous Crystallization And Filamentation Of Solitons In Dipolar Condensates
在光晶格中，即使不存在跳跃，位间相互作用对极性气体也起着至关重要的作用。我们发现，由于这些长程相互作用的准一维玻色-爱因斯坦凝聚体的不稳定堆栈开发相关的调制不稳定性的非重叠网站。有趣的是，这种密度模式可能会自发地演变成孤子细丝或孤子晶体，这是第一次在超冷气体中产生。这些自组装结构可以在目前的实验features内的现实条件下观察到。
2011-12-16 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Detecting One-Dimensional Dipolar Bosonic Crystal Orders via Full Distribution Functions
我们研究了无公度填充光晶格中少数偶极玻色子的基态。动能、势能和相互作用能的竞争导致了具有特征性的单体密度和二体密度的各种晶态有序的出现。我们探测这些订单之间的转换，并构建作为偶极相互作用强度和晶格深度的函数的紧急状态图。我们表明，可以观察到的晶体状态的订单使用从模拟单次拍摄图像中提取的粒子数的全分布函数。
2020-07-10 cond-mat.quant-gas
How dipolar interactions structure molecular droplets
Max Planck Institute for the Physics of Complex Systems（马克斯·普朗克复杂系统物理研究所）
本研究针对微波屏蔽极性分子，采用基于神经量子态的变分蒙特卡洛框架，明确液滴到晶体为有限尺寸一阶相变，预测额外结构并揭示偶极相互作用重组分子液滴为晶体的有限尺寸结构序列。
2026-09-07 cond-mat.quant-gas quant-ph
Order parameter and detection for crystallized dipolar bosons in lattices
研究了一维光晶格中具有偶极-偶极相互作用玻色子的基态性质。值得注意的是，结晶过程发生强偶极相互作用。在这里，我们提供了一个详细的表征和方法来测量所得的晶相。使用减少的单体密度矩阵的本征值，我们定义了一个序参量，产生的密度和两体密度的分析相一致的图。我们证明，相图可以检测实验使用单次测量的方差。
2018-06-15 cond-mat.quant-gas
Liquid crystal phases of two-dimensional dipolar gases and Berezinskii-Kosterlitz-Thouless melting
液晶是介于晶体和液体之间的物质相。虽然经典的液晶已经被人们知道很长时间了，并且被用于电光显示器中，但是对于它们的量子对应物却知之甚少。越来越多的证据表明，量子液晶在包括高温超导体在内的许多电子系统中起着核心作用，但由于无序和其他复杂性，缺乏定量的理解。在这里，我们分析了二维偶极气体的量子相图，它表现出条纹，双极和超固相。我们计算的刚度常数确定的稳定性的条纹和条纹相，和熔化的条纹设置的拓扑缺陷的扩散进行了微观分析。我们的结果为这些阶段的临界温度表明，量子液体和超流相之间的相互作用的控制研究是在实验范围内的第一次，使用偶极气体。
2015-09-09 cond-mat.quant-gas
Stability of dipolar bosons in a quasiperiodic potential
本研究通过精确数值模拟探讨一维偶极玻色子在准周期晶格中的行为，揭示了超流体、Mott绝缘体等相的复杂竞争，发现偶极晶体在强无序下的鲁棒性，并挑战了动力学晶体相在基态存在的预期。
2025-02-06 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Density-functional theory for the crystalline phases of a two-dimensional dipolar Fermi gas
利用密度泛函理论研究了单组分、自旋极化、二维偶极费米气体从费米液体到非均匀条纹或维格纳晶相的零温相变。半精确的局部密度近似使用经验拟合量子蒙特卡罗数据内的相关性进行治疗。我们发现，包含的非局部贡献的Hartree-Fock能量是至关重要的发病的不稳定性的非均匀密度分布。我们的密度泛函理论支持一维条纹相和三角形维格纳晶体的过渡。然而，我们发现，有一个不稳定的条纹相，其次是过渡到维格纳晶体在较高的耦合。
2015-07-03 cond-mat.quant-gas
Absence of superfluidity in 2D dipolar Bose striped crystals
我们目前的计算机模拟结果在低温下的二维系统的偶极玻色子，与偶极矩排列在一个任意的角度相对于垂直于平面的方向。相图包括一个均匀的超流相，以及三角形和条纹状的结晶相，作为粒子密度和倾斜角的变化。在条纹固体中，条纹之间没有相位相干性，因此没有发现“超固体”相，与最近的理论预测不一致。
2019-06-15 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Supersolidity in ultra-cold dipolar gases
本文为超冷偶极气体中超固态研究的展望，梳理了该领域实验与理论成果，提出未来研究方向，并介绍了其他冷原子超固态研究平台。
2024-05-15 cond-mat.quant-gas quant-ph
Liquid and crystal phase of dipolar fermions in two dimensions
本文用量子蒙特卡罗方法研究了零温下具有偶极相互作用的单组分费米气体的液相和晶相。偶极由垂直于运动平面的外场定向，产生纯排斥的1/r^3相互作用。在液相中，我们计算的状态方程的相互作用强度和其他相关的性能表征费米液体的行为：有效质量，在费米表面和对关联函数的不连续性的函数。在高密度区，我们计算了Wigner晶相的状态方程和液固一级相变的临界密度。接近冻结密度，我们也搜索的条纹相的存在，但这样的阶段是从来没有发现是积极有利的。
2012-06-18 cond-mat.quant-gas
Phases of dipolar bosons in a bilayer geometry
我们通过第一性原理计算机模拟研究了双层几何结构中玻色偶极气体的低温相图，作为两个控制参数的函数，即，面内密度和层间距离。我们观察到四个不同的阶段，即配对和解耦的超流体，以及晶体的二聚体和一个由两个对齐的晶体层。在较宽的参数范围内观察到从二聚体晶体到两个独立超流体的直接量子相变。没有超固相预测为这个系统。
2017-01-26 cond-mat.quant-gas
Supersolidity and crystallization of a dipolar Bose gas in an infinite tube
本文计算了无限管势中偶极玻色气体的基态。我们使用扩展的Gross-Pitaevskii方程理论，并提出了一种新的数值方法，有效地获得解决方案。这种方法的一个关键特征是截断偶极-偶极相互作用势的分析结果，该结果使长程相互作用能够在单位晶胞内准确地进行评估。我们的重点是在基态的过渡到一个晶体驱动的偶极-偶极相互作用的短程相互作用强度的变化。我们发现，过渡是连续的或不连续的平均系统密度的依赖。这些结果对最近实验中观察到的超固体相变有了更深入的了解，并验证了[Phys.Rev.Res.2，043318（2020）]中开发的简化三维理论的实用性，以进行定性准确的预测。
2022-12-15 cond-mat.quant-gas
Wigner crystal induced by dipole-dipole interaction in one-dimensional optical lattices
我们证明了一维光晶格中具有强排斥偶极-偶极相互作用的费米子偶极气体的静态结构因子、动量分布和密度分布为维格纳晶体的出现提供了清晰的信号。我们的数值证据是基于精确对角化的微观有效晶格哈密顿量的几个粒子与长程相互作用。作为比较，我们还研究了只有最近邻相互作用的系统，它在强排斥区表现出与偶极系统完全不同的行为。
2012-03-05 cond-mat.quant-gas quant-ph
Mesoscopic phases of dipolar ensembles with polar molecules and Rydberg atoms
我们讨论了实现介观相的偶极气体相关的电流实验与冷极性分子和里德伯原子局限于两个维度。我们预测存在的超流团簇，介观超固体，和晶体的少数被困粒子，在均匀的情况下没有对应的。对于偶极-偶极相互作用的某些强度，通过量子涨落稳定纯{ \it非经典晶体}是可能的。我们提出了一个放大方案来检测这些结晶相的空间结构。
2009-04-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Tuneable defect interactions and supersolidity in dipolar quantum gases on a lattice potential
自组装晶体中的点缺陷，如空位和杂质，相互吸引并形成稳定的团簇。这导致在低温下完美晶体结构和缺陷聚集体之间的相分离。我们提出了一种方法，允许一个调谐点缺陷之间的有效相互作用，从吸引力排斥的外部周期性字段的装置。在量子体系中，这允许人们设计强相关的多体相位。我们考虑了二维弱光晶格中基态极性分子和强磁性原子的弱束缚分子的偶极量子气体，讨论了微观机制。通过调整晶格深度，缺陷相互作用变成排斥，这使我们能够确定性地设计一个新的超固相在连续极限。
2015-12-02 cond-mat.quant-gas quant-ph
Structure, Bose-Einstein condensation and superfluidity of two-dimensional confined dipolar assemblies
利用蒙特卡罗模拟系统地研究了二维偶极玻色子简谐约束系统的低温性质。对不同数量的粒子和约束势强度进行的计算证明了从超流体到类晶体相的量子相变，这与在均匀系统中观察到的一致。结果表明，随着密度的增加，晶相在陷阱中心形核。玻色-爱因斯坦凝聚在T = 0时在进入结晶相时消失，同时超流响应消失。
2011-06-27 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Excitations of a binary dipolar supersolid
本文预测了线性晶体几何中二元偶极超固体的激发谱，识别出三个戈德斯通分支及一个自旋希格斯分支，并发现晶体分支分裂为光学声子和声学声子。
2024-09-05 cond-mat.quant-gas
Many-body physics of low-density dipolar bosons in box potentials
结晶是经典力学和量子力学中的一种普遍现象，在各种物理系统中出现。在这项工作中，我们专注于一个特定的平台，超冷偶极玻色子，它可以在实验中实现与稀释气体。我们回顾了导致结晶的相关成分，即接触和偶极-偶极相互作用和系统密度的相互作用，以及采用的数值算法。我们描述了多体相研究相关性和超流性。
2018-12-28 cond-mat.quant-gas
Magnetic crystals and helical liquids in alkaline-earth fermionic gases
在核自旋为I的一维碱土类费米子气体中，合成规范势和原子接触排斥的共同作用导致了具有有趣性质的分数绝缘态和导电态的存在.通过分析玻色化技术和基于密度矩阵重整化群算法的数值方法，我们揭示了这些相的存在和特征。特别是，我们表明，无间隙的阶段可以支持螺旋模式，而有间隙的状态，它出现在一定的条件下，其特征在于密度和磁序。只有自旋I大于1/2时才会出现几个明显的特征，这使得他们对冷原子的研究独一无二。最后，我们将讨论这些状态与薄环面极限中的非常规分数量子霍尔效应的性质有关。这种层次结构的状态的属性可以在最先进的冷原子实验室中进行实验研究。
2015-04-01 cond-mat.quant-gas
Complete devil's staircase and crystal--superfluid transitions in a dipolar XXZ spin chain: A trapped ion quantum simulation
具有长程相互作用的系统显示出各种有趣的性质：它们通常容纳许多亚稳态，它们可以引起超固体的自发形成，并且它们可以导致违反直觉的热力学行为。然而，长程相互作用带来的复杂性增加严重阻碍了理论研究。这使得远程模型的量子模拟器非常可取。在这里，我们表明，一个链的囚禁离子可以用来量子模拟一个一维模型的硬核玻色子与偶极场外相互作用和隧道，相当于一个偶极XXZ自旋1/2链。我们详细探讨了这个模型的丰富的相图，采用微扰平均场论，精确对角化，和准精确数值技术（密度矩阵重整化群和无限时间演化块抽取）。我们发现，完整的魔鬼的楼梯-一个无限序列的晶体状态存在于消失的隧道-蔓延到一系列类似的莫特波瓣在玻色-哈伯德模型。调查这些晶体状态的熔化在增加隧道，我们没有发现（与类似的二维模型相反）明确的迹象，超固体行为的熔化过渡周围的区域。然而，我们发现，内部的绝缘波瓣有准长程（代数）的相关性，与最近邻隧穿模型的相关性呈指数衰减。
2010-12-03 cond-mat.quant-gas
Ordered phases in a bilayer system of dipolar fermions
在最近提出的密度泛函理论[Phys. Rev. A { \bf 92}，023614（2015）]的背景下，研究了费米子双层系统中的液体到有序相变。在每个二维层中，费米子通过排斥的、各向同性的偶极相互作用相互作用。第二层的存在引入了有吸引力的{ \em夹层}相互作用，从而允许不均匀密度相，否则这在能量上是不利的。对于任何固定的层分离，我们发现一个相称的一维条纹相在每一层，这总是先于三角形维格纳晶体的形成的不稳定性。然而，在一定的{ \em固定}耦合下，调节分离可以导致系统有利于相称的三角形维格纳晶体或一维条纹相，完全绕过费米液态。虽然可以找到能量低于液相的其他晶体对称性，但由于它们相对于三角形维格纳晶体和条纹相的高能量成本，它们永远不会被允许形成。
2016-04-09 cond-mat.quant-gas
Liquid crystal phases of ultracold dipolar fermions on a lattice
受在超冷原子和分子气体中寻找量子液晶相的启发，我们研究了偶极费米子在二维正方晶格（在$x-y$平面）上的密度波和双极费米子的双极不稳定性，其中偶极指向$z$方向。我们确定的相图使用两个互补的方法，Hatree-Fock平均场论和压缩性的线性响应分析。两者都给出了一致的结果。除了交错的（$π$，$π$）密度波，在有限的密度和跳跃参数范围内，该系统的基态首先成为双晶，然后近晶，当偶极相互作用强度增加。这两个阶段的特点是相同的破缺四重（C $_4$）旋转对称性。不同之处在于，双晶相具有封闭的费米面，而近晶相则没有。从双晶相到近晶相的转变与双晶序参量的跳跃有关。这种跳跃与范霍夫奇点密切相关。我们推导了正常各向同性相的集体激发的动力学方程，发现零声模是强朗道阻尼的，因此不是一个很好定义的激发。我们的研究结果的实验意义进行了讨论。
2011-05-17 cond-mat.quant-gas
Dipole-mode and scissors-mode oscillations of a dipolar supersolid
本文研究一维和二维偶极超固体在谐波阱中的偶极模式与剪刀模式振荡，发现平移振荡在准一维和准二维体系中均稳定，而角向剪刀振荡仅存在于准一维体系，且振荡过程中晶体结构保持完整，理论频率与数值结果吻合良好。
2023-05-24 cond-mat.quant-gas
Supersolid crystals of dipolar excitons in a lattice
Université Côte d’Azur, CNRS, CRHEA（蔚蓝海岸大学）；Université de Strasbourg, CNRS, ISIS（斯特拉斯堡大学）；Dipartimento di Fisica e Astronomia ”G. Galilei” and Padua Quantum Technologies Research Center, Università degli Studi di Padova（帕多瓦大学伽利略物理与天文系及帕多瓦量子技术中心）；INFN, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；PRISM, Princeton Institute for the Science and Technology of Materials, Princeton University（普林斯顿大学材料科学与技术研究所）
研究在晶格中通过长程跃迁限制 dipolar 玻色子，实现强相互作用下的超流体晶体，揭示了介观量子固体的形成与超流性。
2026-09-22 cond-mat.quant-gas
Phase diagram of two-component dipolar fermions in one-dimensional optical lattices
从理论上绘制了一维晶格中相互作用偶极费米子的基态相图。利用玻色化理论在半填充的弱耦合极限，我们表明，可以构建一个丰富的相图通过改变晶格取向和极化方向的偶极子之间的角度。在强耦合极限下，在一般填充因子下，我们采用变分方法，发现维格纳晶体相的出现。结构因子提供了清晰的维格纳晶体相的粒子有序的签名。
2013-02-12 cond-mat.quant-gas
Spin textures in condensates with large dipole moments
我们用半经典方法数值求解了存在偶极粒子间力的玻色-爱因斯坦凝聚体的基态。我们的动机是模型，特别是，自发自旋纹理出现在量子气体与大的偶极矩，如52铬或镝凝聚体，或极分子组成的超冷气体。对于一个薄饼形的谐波（光学）势，我们提出了由非线性耦合和偶极相互作用的强度所跨越的基态相图。在拉长的谐振势中，我们观察到一种新的螺旋自旋织构。在没有外部极化场的情况下，根据半经典模型计算的织构主要类似于先前报道的铁磁F = 1旋量玻色-爱因斯坦凝聚体的结果，这表明由偶极力引起的自旋织构在很大程度上与量子数F的值或偶极相互作用的起源无关。
2010-07-13 cond-mat.quant-gas
Two-dimensional miscible-immiscible supersolid and droplet crystal state in a homonuclear dipolar bosonic mixture
本研究通过三维数值模拟研究Dy-Dy偶极玻色子混合物的基态相图，发现可混溶与不可混溶的单液滴、多液滴、超固体和超流体相，并揭示通过散射长度调控可实现相变及超固体团簇和液滴晶格的动力学形成。
2023-01-23 cond-mat.quant-gas
Dipolar Gases in Coupled One-Dimensional Lattices
我们考虑偶极玻色子在两个管的一维晶格，其中的偶极子排列是最大的排斥和粒子填充分数是相同的，在每个管。在经典的零位间跳跃极限下，对于任何合理的填充分数，粒子排列成有序的晶体，形成一个完整的魔鬼的楼梯，就像在单管的情况下。在每个管中打开跳跃，然后引起晶体莫特相和缺陷或孤子的液体之间的竞争。然而，对于两个管的情况下，我们发现，孤子从不同的管可以绑定成对填充分数的某些拓扑结构。这提供了一个有趣的配对例子，纯粹是由接近莫特绝缘体的相关性驱动的。
2012-09-11 cond-mat.quant-gas
The low-energy Goldstone mode in a trapped dipolar supersolid
超固体是一种反直觉的物质状态，它结合了超流体的无摩擦流动和固体的晶体状周期性密度调制。自20世纪50年代第一次预测以来，实现这种状态的实验工作主要集中在氦上，那里的超固体仍然难以捉摸。最近，超固态在超冷量子气体中也得到了深入的研究，并且在自旋-轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和耦合到两个交叉光学腔的BEC中得到了超固态的一些定义性质。然而，在这两个系统中的晶体的周期性是固定的所施加的周期性光学电位的波长。最近，超固体的标志性特性-周期性密度调制和同时的全局相位相干性-已经在偶极量子液滴阵列中观察到，其中由于内在相互作用，结晶以自组织方式发生。在这封信中，我们通过直接观察低能戈德斯通模式来证明这些液滴阵列的真正超固体性质。这种模式的动力学让人想起其他超流体系统中的第二声效应，并且具有晶体阵列和超流体密度的异相振荡。这种模式的存在仅仅是由于实验实现状态的相刚性，因此证实了超固体的真正超流性。
2019-06-11 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph
