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物理学院量子物理研究团队张禧征在《Physical Review B》上发文提出了探测莫特绝缘到超流相变的新方案


发布时间:2021-09-09

 物理与材料科学学院量子物理研究团队张禧征在《Physical Review B》上发表论文“Probing the superfluid-insulator phase transition by a non-Hermitian external field”,论文基于临界外场提出了莫特绝缘到超流相变的探测方案。

莫特绝缘到超流量子相变是强关联体系中的一个重要量子现象。由粒子间相互作用所诱导的莫特绝缘体可以通过增强近邻格位的粒子隧穿效应来改变其输运性质,这种由相互作用以及动能竞争所引起的物质相的转变以能隙的消失与否作为判断该转变的临界点。该特性适用于多种物理体系。近些年随着物理技术在光晶格超冷原子体系以及微腔体系的进步,该相变得以在上述体系中被观测到。然而在实验中绝对的零温是不可达到的,微小的热涨落通常会改变量子临界点,因此人们需要发展新的探测方案,能够精确的捕获体系发生量子相变的临界点。在该工作中,我们引入特殊形式的临界外磁场,该磁场可以将简并态合并,并诱导简并态丢失非合并态的信息。通过Uhlmann保真度,我们发现其最终的稳态值在超流相时变为0,而在莫特绝缘相时为1,该特征免疫于微小的热涨落,因此其可以在实验上被用作探测莫特绝缘到超流的量子相变。我们将该理论应用到Bose-Hubbard以及 Jaynes-Cummings-Hubbard模型中,理论计算表明该方案可以很好的预测系统的量子临界点。

该工作近期被美国物理学会学术期刊《Physical Review B》接收发表[Phys. Rev. B 104,094301(2021)]。天津师范大学副教授张禧征为第一作者,南开大学教授宋智为论文的通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金面上项目的资助(1197516611874225)。

论文链接:https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.104.094301



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