利用可调节偶极相互作用观测广义 t-J 自旋动力学：开辟量子磁性研究新路径

时间：2025年4月25日

来源：SCIENCE

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为解决在量子模拟实验中实现具有可调参数的 t-J 模型的难题，研究人员利用超冷费米子分子系统开展广义 t-J 模型的研究。他们观测到相互作用驱动的对比度衰减，该研究为量子磁性研究开辟新道路。

编辑总结：所谓的 t-J 模型描述了晶格上相互作用粒子的动力学。尽管该模型已通过数值方法被广泛研究，但在具有可调参数的量子模拟实验中实现它颇具挑战。卡罗尔等人利用驻留在光晶格中的费米子钾 - 铷分子系统，基于偶极相互作用模拟了广义 t-J 模型。研究人员使用光谱技术探索了该系统的非平衡动力学。

摘要：长程且各向异性的偶极相互作用深刻地改变了在周期性晶格势中跳跃粒子的动力学。研究人员报道了利用自旋编码在两个最低转动状态的超冷费米子分子系统，实现具有偶极相互作用的广义 t-J 模型。他们独立调节了偶极伊辛（Ising）和自旋交换耦合以及分子运动，并研究了它们在相干自旋动力学中的相互作用。利用 Ramsey 光谱学，研究人员观测到并建立模型描述了相互作用驱动的对比度衰减，这种衰减强烈依赖于伊辛和自旋交换耦合之间的各向异性强度以及分子运动。该研究为未来利用高度可调的分子平台，在现有数值和分析方法难以企及的领域探索动力学自旋动力学和量子磁性（quantum magnetism）铺平了道路。