Физики создали трёхкомпонентную систему Хаббарда в квантовом газовом микроскопе

Международная исследовательская группа из Германии, Таиланда, Индии, Китая и США впервые создала в лаборатории трёхкомпонентную систему Хаббарда с настраиваемыми взаимодействиями, сообщает EurekAlert. Для визуализации отдельных атомов исследователи применили квантовый газовый микроскоп с пространственным разрешением eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Моделирование многокомпонентных фермионов

Стандартная модель Хаббарда обычно учитывает два спиновых состояния для описания электронов в твёрдом теле и поиска механизмов высокотемпературной сверхпроводимости. В эксперименте под руководством Петера Шаусса из Гамбургского университета использовались ультрахолодные атомы в трёх различных внутренних состояниях. Такая конфигурация воспроизводит физические процессы, близкие к квантовой хромодинамике, где кварки обладают тремя «цветами», а взаимодействие между фермионами в узлах решётки регулируется внешним магнитным полем eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.

Изолятор Мотта и магнитные корреляции

Вопреки рискам разрушения ансамбля из-за трёхчастичных столкновений, система продемонстрировала высокую стабильность и позволила зафиксировать состояние изолятора Мотта, в котором сильные взаимодействия подавляют свободное туннелирование частиц eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗. Авторы также разработали метод подсчёта трёхкратно занятых узлов решётки. Эксперимент показал одновременное присутствие ферромагнитных корреляций между одной парой состояний и антиферромагнитных — между другой, что совпало с численными расчётами физиков из Университета Райса eurekalert.orgEurekAlerteurekalert.orgОткрыть источник ↗.