Ground-state Energies of Spinless Free Fermions and Hard-core Bosons
我们比较了玻色子和费米子的基态能量与相同形式的哈密顿量。如果两者都不相互作用,玻色子的基态能量总是较低,这是由于玻色-爱因斯坦凝聚。然而,当玻色子确实相互作用时,这种比较就不平凡了。我们首先证明,当跳跃是unfrustrated(所有的跳跃幅度是非负的),硬核玻色子仍然必须有一个较低的基态能量比费米子。当跳跃受阻时,玻色子可以有比费米子更高的基态能量。我们严格证明,这种反转确实发生在几个例子中,使用各种技术。
2013-07-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Phase Diagram of Spinless Fermions on an Anisotropic Triangular Lattice at Half-filling
本文给出了各向异性三角晶格上无自旋费米子在半填充时的强耦合相图。位间库仑相互作用的几何形状决定了相图。检测到非常规的电荷有序相,这是最近报道的弹球液体和条纹链。两者都是由经典无序态的量子动力学诱导的,分别提供了极其相关的金属态和特定的畴壁型激发。一旦被量子效应杀死的无序在有限的温度下复活,这在有机$θ$ -ET $_2X$中讨论。
2006-07-27 cond-mat.str-el
Supersolid phases in the extended boson hubbard model
本文对具有最近($V_1$)和次近邻($V_2$)排斥的二维硬核玻色子扩展哈伯德模型的基态相图进行了全面的数值研究。除了量子固体和超流相,我们报告的条纹超固体和四分之三(四分之一)填充超固体的存在相称的密度$ρ=0.75$(0.25)由于$V_1$和$V_2$相互作用的相互作用。四分之三填充的超固体和相关的量子固体的性质将被讨论。观察到两种不同对称性的超固体之间的量子相变,并且明显是一级相变。
2007-10-18 cond-mat.str-el
Study of long-range orders of hard-core bosons coupled to cooperative normal modes in two-dimensional lattices
理解强关联系统中共存的长程序(如晶格超实性)的微观机制是一个非常有趣的课题。我们研究的可能表现形式的长程序,包括晶格超固相不同的对称性破缺,在一个二维正方形晶格系统的硬核玻色子(HCB)耦合到原型合作/相干正常模式的扭曲,如那些在钙钛矿。在强HCB-声子耦合下,利用对偶变换将强耦合问题映射到弱耦合问题,得到了包含最近邻、次最近邻和次次最近邻跳跃和排斥的有效哈密顿量.利用随机级数展开量子蒙特卡罗方法,我们构造了系统的相图。随着耦合强度的增加,我们发现,该系统经历了一阶量子相变从超流到棋盘固体在半填充和从超流到对角线条纹固体[与晶体有序波矢量$\vec{Q}=(2π/3,2π/3)$或$(2π/3,4π/3)$ ]在三分之一填充没有显示出任何证据的超固体。在调整系统远离这些相称的填充,棋盘超固体产生近一半的填充,而一个罕见的对角线条纹超固体实现近三分之一的填充。有趣的是,在大约三分之一的填充量下,超实性的程度是不对称的。在我们的框架内,我们还提供了一个解释所观察到的棋盘和条纹形成${\rm La}_{2-x}{\rm Sr}_x{\rm NiO_4}$在$x=1/2$和$x=1/3$。
2017-05-25 cond-mat.str-el
Boson-fermion duality in four dimensions
对偶性通过将两个看似不同的理论联系起来,为物理学提供了深刻的见解。在这里,我们提出并阐述了一个新的玻色子和费米子理论在四维时空之间的对偶性。从玻色子自由度和费米子自由度组成的欧几里德格点作用量出发,通过对其中一个自由度的交替积分,导出了具有自相互作用的Wilson费米子与耦合到紧U(1)规范场的XY模型之间的UV对偶性.我们发现一个连续的相变之间的拓扑和平凡绝缘体的费米子侧对应于希格斯和玻色子侧的禁闭阶段。每个晶格理论的连续极限,然后导致一个自由狄拉克费米子和一个标量QED与真空角$π$之间的IR对偶。由此产生的玻色子理论被证明包含标量玻色子和双子作为低能自由度,正是它们的三体复合体实现了费米子理论中的狄拉克费米子。
2019-05-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Boson and fermion dynamics in quasi-one-dimensional flat band lattices
通过精确模拟粒子运动和计算小量子环中的持续电流,研究了准一维晶格中玻色子和费米子动力学之间的差异。我们考虑三种不同的晶格,在紧束缚模型中表现出平坦带。物理实现被认为是一个具有玻色子或费米子原子的光晶格。假设原子间的相互作用是一种短程排斥作用。玻色子和费米子的不同统计导致不同的动力学。由于泡利不相容原理,无自旋费米子很容易被困在平带态中,这阻止了它们相互作用,而玻色子能够将彼此从平带态中推出。
2013-02-18 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-orbit coupled fermions in ladder-like optical lattices at half-filling
本文研究了自旋轨道耦合作用下梯形晶格中半填充两组分费米子的基态相图。对于自旋轨道单向耦合的排斥费米子,我们确定了一个Néel态,它通过Ising相变线与单重态和铁磁态分离。这些线交叉的最大自旋轨道耦合和直接高斯相变之间的梯级单态和铁磁相实现。对于类Rashba自旋轨道耦合的情况下,除了梯级单重态相,两个不同的条纹铁磁相形成。在吸引力费米子的情况下,自旋轨道耦合在半填充的去耦链,我们确定了一个二聚状态,分离的单线态超导体和铁磁态。
2013-07-05 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
The $π$ Berry Phase and Topological Excitation in Interacting Boson-Fermion Mixtures
研究了一维光学超晶格中玻色子-费米子混合物的拓扑性质,确定了相互作用玻色子-费米子混合物的拓扑绝缘相,该拓扑绝缘相具有非平凡Berry相.计算了单粒子和玻色-费米子交换激发谱,并确定了玻色-费米子交换激发为混合物拓扑相中的无隙拓扑激发。从体能隙、玻色子-玻色子和玻色子-费米子相互作用的竞争中解释了不同的激发态。所研究的哈密顿量已在现有的冷原子实验中部分实现,其结果与实验结果有很好的相关性。
2015-09-10 cond-mat.str-el
Effects of Boson Dispersion in Fermion-Boson Coupled Systems
利用推广的动力学平均场论和量子蒙特卡罗方法研究了费米子玻色子系统中的非线性反馈。在微扰区(弱耦合和原子极限),费米子之间的有效相互作用随着玻色子色散宽度的增加而增加。在远离反绝热极限的强耦合区,有效相互作用随着玻色子色散宽度的增加而减小。这种行为与玻色子场的完全软化密切相关。我们阐明控制这个非微扰区域的色散玻色子的波动增强费米子的离域的参数。
2000-05-24 cond-mat.str-el
Supersolid and charge density-wave states from anisotropic interaction in an optical lattice
我们证明了磁性原子或极性分子间偶极相互作用的各向异性可以稳定光晶格中的新量子相。利用基于张量网络算法的可控数值方法,计算了二维正方形格子--一个具有吸引相互作用和排斥相互作用的硬核玻色子各向异性哈伯德模型的有效哈密顿量的相图.除了传统的超流态和莫特绝缘体态外,我们还发现了条纹态和棋盘状态的电荷密度波态,以及连接超流态和条纹固态的超固相。向超固相的转变具有不同于软核玻色哈伯德模型的机制。
2010-05-07 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Incompressible paired Hall state, stripe order and the composite fermion liquid phase in half-filled Landau levels
我们考虑半填充时的两个最低朗道水平。在较高的朗道能级(nu =5/2)下,我们发现了一个一阶相变,它将一个可压缩条纹相与一个成对的量子霍尔态分离,我们称之为Moore-Read态。临界点非常接近库仑势,并且可以通过增加电子层的宽度来驱动转变。我们发现一个弱得多的过渡(无论是二阶或交叉)从配对复合费米子费米液体的行为。一个非常相似的图片得到的最低朗道水平,但过渡点是不是附近的库仑势。
2001-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Symmetry and duality in bosonization of two-dimensional Dirac fermions
最近对玻色子-费米子映射族的研究强调了对称性和对偶性的相互作用:玻色子(费米子)的粒子-涡旋对偶性所关联的相位在它们的费米子(玻色子)表述中与时间反演对称性相关。我们提出了一些具体的模型,使这个属性明确的操作员级别的精确映射。我们用一维和二维量子伊辛模型来说明这种方法,然后类似地探索(2+1)维中复杂玻色子和狄拉克费米子的对偶网络。
2017-05-02 cond-mat.str-el
Composite fermion-boson mapping for fermionic lattice models
我们提出了一个基本的费米子算子到复合费米子和玻色子算子的二次型的映射。映射是一个精确的同构,只要一个复合粒子的物理约束,每个集群是满意的。这种情况下,平均在一个复合粒子平均场的方法,其中包括一个anomalies的复合费米子和玻色子部门。理论进行了测试的一维和二维哈伯德模型。利用Bogoliubov行列式的复合费米子和相干或Bogoliubov状态的玻色子,我们得到了一个简单而准确的程序处理Mott绝缘相位的哈伯德模型与平均场计算成本。
2014-09-06 cond-mat.str-el
The boson-fermion model with on-site Coulomb repulsion between fermions
玻色子费米子模型,描述了一个混合物的巡回电子杂交与紧密结合的电子对表示为硬核玻色子,在这里推广的一个术语描述现场库仑排斥费米子与相反的自旋。在一般框架内的动态平均场论,它表明,周围的对称极限的模型,这种相互作用强烈的竞争与本地玻色子-费米子交换机制,顺利地驱动系统从一个pseudogap阶段与不良的导电性能的金属制度,其特征在于大幅减少的费米子密度。另一方面,如果从单能带哈伯德模型描述的关联费米子出发,在半填充绝缘相中引入与硬核玻色子的耦合会导致关联能隙的消失,从而平滑地过渡到金属态。
2001-06-08 cond-mat.str-el
Boson-Fermion Model of High-T_C Superconductivity ----A Progress Report
这是1998年9月10日至9月15日在波兰乌斯特龙第二十二国际理论物理学院的一次特邀演讲。本文评述了高T_C超导的玻色子-费米子模型。讨论了它在赝能隙和直流输运系数中的应用。
1998-11-18 cond-mat.str-el
Insulator phases of a mixture of spinor fermions and hard-core bosons
本文数值研究了自旋- $\tfrac{1}{2}$费米子和标量玻色子在硬核极限下的一维混合体。在考虑费米子-费米子排斥作用和玻色子-费米子排斥作用的情况下,我们找到了超流态和绝缘体态,并计算了它们的相图。我们确定,给定一个费米子密度$ρ_F$,绝缘体状态位于玻色子密度$ρ_B=1-ρ_F$和$ρ_B=1-\tfrac{1}{2}ρ_F$,并出现即使在没有费米子费米子耦合。此外,玻色子-费米子排斥驱动$ρ_B=1/2$的绝缘体波瓣内的量子相变。我们的预测可以在目前的冷原子实验平台上观察到。
2019-12-04 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Condensed phase of converting boson-fermion mixtures
发展了玻色子和费米子杂化的凝聚态理论。利用玻色子-费米子模型(BFM)的哈密顿量,用图解法和解析法得到了正常和反常格林函数。发现了一种类似于费米子Cooper对的玻色子对,模型中有三种耦合凝聚,分别用非对角单粒子玻色子场、费米子对场和玻色子对场描述。Gor'kov展开在跃迁附近的序参量的强度在Ginzburg-Landau方程中没有线性齐次项,以及无穷大的Levanyuk-Ginzburg参量Gi,这表明以前的BFM平均场讨论是有缺陷的。
2004-02-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Loss of superfluidity by fermions in the boson Hubbard model on an optical lattice
本文解释了在光晶格上玻色子哈伯德系统中引入费米子后实验观察到的超流性损失。我们表明,虚拟的玻色子过渡到更高的布洛赫带,再加上接触玻色子费米子相互作用的任何一个符号,导致有效增加玻色子现场排斥。如果这种在位势的重整化在玻色子相互作用的费米子屏蔽中占主导地位,玻色-哈伯德相图的莫特绝缘叶将被增强为玻色子-费米子相互作用的任一符号。我们讨论了冷原子实验中的莫特波瓣的费米子的膨胀已最终确立的影响。
2008-12-15 cond-mat.str-el quant-ph
Phase diagram of ultracold atoms on optical lattice: Comparative study to slave fermion and slave boson for Bose Hubbard modelPhase diagram of ultracold atoms in optical lattices: Comparative study of slave fermion and slave boson approaches to Bose-Hubbard model
采用玻色哈伯德模型的从费米子方法和从玻色子方法,比较研究了光晶格中超冷玻色原子的有限温度行为。给出了系统的相图。虽然这两种方法在没有近似的情况下是等价的,但基于从费米子技术的平均场论在定量上更合适。从概念上讲,从费米子方法自动排除了两个相同的费米子在同一格点上的双重占有。通过与极限情况下的已知结果比较,我们发现从费米子方法优于从玻色子方法。例如,在非相互作用极限下,从费米子方法计算的超流-正常液体转变的临界温度更接近于众所周知的理想玻色气体的结果。在零温极限下,从费米子方法得到的临界相互作用强度也更接近于用零温平均场论直接计算得到的结果。
2005-03-15 cond-mat.soft cond-mat.str-el
On the relation between the boson-fermion model and RVB state
我们表明,共振价键(RVB)状态的t-J哈密顿量可以描述一个有效的玻色子费米子模型。我们导出了一个玻色子-费米子哈密顿量,它描述了holon和spinon波之间的最低阶耦合。RVB序参量确定两种类型的激励之间的混合。在最低阶自洽守恒图解近似下研究了有效哈密顿量。我们比较我们的方法与现象学玻色子-费米子模型(BFM),被认为是描述的赝隙相。
2002-04-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pairing of bosons in the condensed state of the boson-fermion model
本文讨论了负U心与巡游费米子费米海耦合的两分量模型,以及铜氧化物的高温超导性和原子费米子的超流性。我们研究了二维和三维玻色子-费米子模型(BFM)的相变和凝聚态。对于任何对称的序参量,在二维空间中没有费米子配对和凝聚。在跃迁附近的序参量的强度的展开在Ginzburg-Landau-Gor'kov方程中没有线性齐次项,在任意维BFM中上临界场为零,这表明以前对模型的平均场讨论是有缺陷的。正常和反常格林函数得到图解和解析的凝聚态的一个最简单的版本的三维BFM。发现了一种类似于费米子Cooper对的玻色子对,模型中有三种耦合凝聚,分别用非对角单粒子玻色子场、费米子对场和玻色子对场描述。这些结果否定了普遍的智慧,玻色子费米子模型是适当的描述在弱耦合的BCS理论。
2004-07-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Composite fermions and quartets in the Fermi-Bose mixture with attractive interaction between fermions and bosons
本文考虑一类费米-玻色混合物模型,其中同种粒子之间存在强的硬核排斥,而不同种类粒子之间存在强的吸引。在这种情况下,除了$<b>$型、$<bb>$型和$<cc>$型的标准反常平均值之外,费米子和玻色子之间可能存在$bc$型的配对。这种配对对应于系统中复合费米子的产生。在低温和相同密度的费米子和玻色子复合费米子进一步配对的四重态。我们的研究对于高$T_c$超导体和最近在超低温下磁阱中弱束缚二聚体的观察是重要的。
2004-03-03 cond-mat.soft cond-mat.str-el
Fermion mediated long-range interactions of bosons in the 1D Bose-Fermi-Hubbard model
本文讨论了一维周期晶格中自旋极化费米子和玻色子混合体在费米子大跳跃和半填充极限下的基态相图。用密度矩阵重整化群(DMRG)进行的数值模拟表明,除了玻色Mott绝缘(MI)、超流(SF)和电荷密度波相(CDW)之外,还发现了MI和CDW区域空间分离的新相。我们推导出一个有效的玻色子理论,它允许一个完整的理解和定量预测的玻色子相图。特别地,CDW相和MI-CDW相分离的起源被揭示为费米子感生平均场势和交替符号的长程相互作用之间的相互作用。
2009-09-17 cond-mat.other cond-mat.str-el
Effect of boson on-site repulsion on the superfluidity in the boson-fermion-Hubbard model
本文用相干态路径积分方法分析了具有Feshbach变换相互作用的玻色子-费米子-哈伯德模型的有限温度相图。我们表明,根据玻色子带的位置,这种类型的相互作用,即使很弱,可以驱动系统进入共振超流相在强玻色子相互作用的限制。事实证明,对于任意数量的费米子(即,费米子浓度在0和2之间),但是玻色子粒子数非常接近整数值。指出光晶格实验中的标准飞行时间方法是证实这种共振相存在的一种有效方法。此外,在非共振区,由于Feshbach相互作用的超流相的临界温度的提高也被观察到。我们占这个有趣的现象的一个洞或粒子状配对机制取决于系统的密度和相互位置的费米子和玻色子带。
2018-12-12 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el cond-mat.supr-con