玻色-哈伯德模型中单个杂质的命运

该研究团队绘制了二维玻色-哈伯德模型中单个可移动杂质在完整耦合范围内的全局相图,涵盖从可压缩超流体(SF)到不可压缩莫特绝缘体(MI)的整个环境演化过程。通过采用无符号问题的蠕虫算法量子蒙特卡罗方法,研究人员发现了两种截然不同的局域化机制主导着整个相图。在可压缩SF相中,随着杂质-环境耦合强度|U_ib|的增强,系统会经历相互作用驱动的涡旋坍缩跨变:一个具有有限涡旋的轻展延极化子会连续演化为重极化子,最终形成自陷态——排斥性的饱和气泡或吸引性的束缚团簇——即使环境仍保持整体超流特性,这实现了无需环境相变的局域化过程。与之形成鲜明对比的是,当在固定杂质-环境耦合U_ib条件下调控环境跨越SF-MI相变时,局域化转变为受压缩性调控:环境压缩性的消失会淬灭极化子修饰效应,并导致杂质中心密度响应坍缩,将极化子转变为近乎自由的缺陷;在深度MI区域则形成完全局域化的空位或粒子型缺陷。在不可压缩区域,局域化通过量子化缺陷形成来实现,表现为环境总占据数的离散变化。这些发现为关联晶格玻色子中的杂质局域化提供了统一的微观图像:在SF相中由涡旋坍缩主导,而在跨越SF-MI相变时则受压缩性驱动的局域化机制控制。
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作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-16 07:48

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