《量子蒙特卡羅方法研究配對超固體》是依託太原理工大學，由張萬舟擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：量子蒙特卡羅方法研究配對超固體
- 項目類別：專項基金項目
- 項目負責人：張萬舟
- 依託單位：太原理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
光晶格中冷原子系統給人們研究關聯量子體系、製備和研究新奇物質態提供一個重要的平台。我們計畫研究：① 對於含有配對隧穿的玻色哈伯德系統，在三體限制下, 三角晶格中準硬核配對超固體到與其它相之間相變的普適類。 ② 在三體限制下，在立方晶格中能否找到硬核配對超固體，以及粒子-空位配對對硬核配對超固體形成機制的影響。③ 突破三體限制後，在二分的晶格（如一維，正方和六角晶格）中探索軟核配對超固體的存在條件和特徵。在本項目中，我們運用自行改進的量子蒙特卡羅算法模擬含配對隧穿的玻色哈伯德模型, 並將結果和平均場理論進行對比。我們的結論有助於將Gutzwiller平均場理論運用到三角晶格中玻色哈伯德問題, 而且有助於理解超固體存在的機制(攙雜或空位凝聚, 有序無序, 無攙雜)。
結題摘要
在研究成果Phys. Rev. B 88, 174515 (2013) 中，我們系統地研究了擴展的含有原子隧穿和配對隧穿的玻色哈伯德模型，集中研究三角晶格中三體限制下該模型的性質。運用大規模的量子蒙特卡羅模擬，我們研究了基態量子相圖。通過調節原子隧穿和配對原子隧穿的強度時，發現原子超流和配對原子超流之間的相變屬於一級相變。這種一級相變在各種條件下保持不變。我們然後研究原子配對隧穿，最近鄰排斥相互作用和格點上的排斥相互作用之間的影響。當格點上排斥作用存在時，我們觀察到莫特絕緣相和配對超流相屬於一級相變。當最近鄰排斥相互作用存在時，三種典型的固體相如2/3,1,4/3填充的固體相存在，前提是原子配對參數較小。一種穩定的配對超固體相出現在格點排斥相互作用較小時，這是因為三體限制和配對隧穿，讓系統成為準硬核玻色子。因此，出現配對超固體態是基於有序無序機制，通過該機制，三角晶格中硬核玻色子可以避開阻挫。無格點上的排斥相互作用，配對起固體和配對超流或原子超流之間屬於一級相變，粒子空位對稱點除外。當存在弱的格點內排斥相互作用和原子隧穿，配對超固體和配對超流相之間屬於連續相變。固體相和配對超固體之間的相變類型屬於3DXY 普適類，動力學臨界指數z=1 和關聯臨界指數V=0.67155, 配對超固體相的熱力學熔化屬於兩維Ising 普適類，我們了驗證配對超固體相的能量平衡和力學平衡，降低三體限制，沒能找到配對超固體態，這是由於經典極限下配對固體簡併不存在。在研究成果Chin. Phys. B 22, 096702（2013）中，我們系統了運用了Gutzwiller 平均場方法獲得三體限制下含配對隧穿玻是哈伯德模型的相圖。我們的結果有助於拓展量子蒙特卡羅和平均場方法的套用，也有助於指導實驗探索超冷原子中的新奇量子相。
