光晶格中旋量BEC的磁性研究

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光晶格囚禁超冷原子开辟了有史以来可操控和高精确度的研究量子多体相互作用体系的研究领域。由于模拟量子磁性和探索空间自由度和自旋自由度相互作用的可行性,具有自旋自由度的超冷原子开始引起人们极大兴趣。人们用描述光晶格中自旋为1超冷原子的自旋为1的Bose-hubbard模型来研究其物理性质,该模型是铁磁性的或者是反铁磁性的,这依赖于自旋相关相互作用的正负。最近几年,关于光晶格中反铁磁相互作用的自旋为1的超冷玻色子的理论研究已经开始受到关注。  基于玻色动力学平均场理论,我们研究了外磁场条件下光晶格中强关联的自旋为1的超冷玻色子。玻色动力学平均场理论包含了强关联体系的局域量子涨落,能够精确求解非微扰的强关联玻色系统。我们得到反铁磁相互作用体系在零温和有限温条件下的相图。零温条件下,当磁场强度较小时,我们证明了自旋单重态绝缘相(SSI)和铁磁相(FM)的存在,随着磁场强度增大,出现自旋单重态绝缘相到铁磁相的相变过程,另外,磁场强度足够大时,所有的绝缘相都变成铁磁相。当体系磁场强度不变时,升高温度,观察到自旋单重态绝缘相到铁磁相的相变过程和普通相(NS)。
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