光晶格中超冷玻色子的有限温度量子转子方法

光学晶格中相互作用的玻色子为研究量子相提供了一个纯净且高度可控的环境。然而,这需要构建极低熵的系统,而当前实验所实现的温度-相互作用比(T/U)仍远高于零温理论预期可靠的区间。虽然量子转子方法(QRA)具有强大的解析能力和极高的灵活性,但由于其继承了基态相位关联特性,一旦相位场的热涨落效应显著时便会失效。本研究通过以下方式构建了QRA的有限温度扩展:(i)对温度区间kBT/U≲0.2的绕数贡献进行重求和;(ii)开发出在经典极限条件下仍保持精确性的辅助变量展开法。最终获得的相位关联函数闭式表达,在不牺牲该方法对晶格几何结构与维度适应性的前提下,被成功植入标准球近似QRA框架。该方法重现了从T=0到kBT/U≈0.2区间内莫特绝缘体相的收缩行为,其定量结果与理论预测及原位成像实验高度吻合。这项有限温度QRA研究不仅为强关联晶格玻色子系统提供了轻量化的解析计算工具,更为后续构建适用于更高温度区间的振幅涨落升级方案奠定了基础。
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提交arXiv: 2025-12-18 10:02

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