MARC

 008250123s2024        us                              c    eng  d
■001000017161735
■00520250211151437
■006m          o    d                
■007cr#unu||||||||
■020    ▼a9798382776446
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI31295779
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a530
■1001  ▼aXu,  Muqing.▼0(orcid)0000-0003-2384-0208
■24510▼aQuantum  Phases  in  Fermi  Hubbard  Systems  With  Tunable  Frustration
■260    ▼a[Sl]▼bHarvard  University▼c2024
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2024
■300    ▼a217  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Greiner,  Markus.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Harvard  University,  2024.
■520    ▼aAnalog  quantum  simulation  provides  a  unique  toolkit  to  investigate  quantum  many-body  problems  of  whose  solutions  may  be  incredibly  challenging.  In  particular,  using  ultracold  fermionic  atoms  in  optical  lattices  it  realizes  the  Fermi  Hubbard  model,  which  is  a  fundamental  model  in  condensed  matter  physics  exhibiting  properties  relevant  to  many  intriguing  strongly-correlated  systems.  However,  most  quantum  simulators  of  the  Hubbard  model  have  so  far  restricted  to  the  square  geometries.  In  addition,  access  to  low  temperatures  where  the  exotic  quantum  phases  are  predicted  to  develop  has  still  remained  elusive.In  this  thesis,  we  engineer  a  novel  optical  lattice  with  dynamically  tunable  geometries  and  significantly  reduced  technical  noises.  We  extend  for  the  first  time  the  study  of  quantum  magnetism  into  the  exotic  phases  in  a  Fermi  Hubbard  system  with  tunable  geometric  frustration.  As  we  continuously  tune  our  system  from  a  square  to  a  triangular  lattice  geometry,  we  observe  a  transition  from  a  Neel  antiferromagnet  to  a  120◦  spin  spiral  state.  We  then  study,  again  for  the  first  time,  how  doping  affects  a  frustrated  quantum  magnet.  To  our  surprise,  we  found  an  emergent  ferromagnetic  state  with  strong  particle  doping,  which  is  absent  on  the  hole-doped  side  and  is  in  stark  contrast  with  the  particle-hole  symmetric  doping  dependence  in  a  square  lattice.  To  shed  light  on  the  role  of  itinerant  dopants  in  the  emergence  of  these  new  magnetic  properties,  we  furthermore  leverage  the  unique  single-particle  resolution  capabilities  of  our  platform  to  probe  higher-order  density  and  spin  correlations.  These  measurements  hint  at  a  new  type  of  magnetism  induced  by  kinetic  frustration,  which  manifests  as  local  antiferromagnetic  correlations  around  hole  dopants  and  and  ferromagnetic  correlations  around  particle  dopants.  Unlike  magnetism  induced  by  exchange  or  super  exchange  interactions,  the  energy  associated  with  this  mechanism  is  the  kinetic  energy,  closely  related  to  the  famous  rigorous  results  by  Nagaoka.Furthermore,  the  dynamical  tunability  of  the  lattice  allows  adibatic  engineering  of  quantum  states  in  optical  lattices.  We  discuss  the  preliminery  efforts  to  prepare  strongly-correlated  states  with  significantly  reduced  temperatures,  which  may  pave  the  way  towards  low  temperature  states  in  the  Hubbard  model.
■590    ▼aSchool  code:  0084.
■650  4▼aPhysics
■650  4▼aQuantum  physics
■650  4▼aParticle  physics
■653    ▼aGeometric  frustration
■653    ▼aHubbard  model
■653    ▼aKinetic  magnetism
■653    ▼aNagaoka  magnetism
■653    ▼aOptical  lattice
■653    ▼aQuantum  simulation
■690    ▼a0605
■690    ▼a0599
■690    ▼a0798
■71020▼aHarvard  University▼bPhysics.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-12B.
■790    ▼a0084
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2024
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17161735▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

미리보기

내보내기

chatGPT토론

Ai 추천 관련 도서