87锶SU(N)费米-哈伯德系统的自旋分辨显微研究

量子气体显微镜为直接观测哈伯德模型(Hubbard model)的相态提供了可能,从而在微观层面揭示了相互作用、SU(2)磁性与掺杂之间复杂的竞争机制。类碱土金属费米子通过实现更高对称性,将这一自旋-1/2范式拓展至SU(N)哈伯德模型,其丰富的相图正待揭示。尽管SU(N)量子系统的微观探索具有基础科学意义,但相关研究长期面临挑战。本工作报道了基于费米子同位素87Sr实现的量子气体显微镜。该团队开发的成像方案利用689 nm窄线宽跃迁线的冷却与荧光技术,实现了自旋分辨的单原子探测。通过采用自旋选择性光泵浦方法,研究人员可在单次实验中确定10个自旋态的占据数——这是探测位点分辨磁关联的关键能力。通过观测跨越整个自旋-9/2基态流形的单粒子拉莫尔进动,该工作验证了方法的可靠性。这些成果确立了87Sr量子气体显微镜作为研究SU(N)费米-哈伯德模型中奇异磁性的有力手段,并为量子模拟、计算与计量学研究提供了新型探测工具。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-05 18:49

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