量子物理学：駆動された量子多体系における磁気相関の増強と符号変化

周期駆動を用いて、多体状態の特性をコヒーレントに制御し、静的な系では得られない相を実現することができる。例えば、材料を強いレーザーパルスにさらすことによって、金属–絶縁体転移を生じさせたり、磁気秩序を制御したり、静的な転移温度より十分高い温度で過渡的な超伝導挙動を生み出したりすることができる。しかし、照射に対する材料の応答が複雑な多体ダイナミクスによって支配されるため、こうした現象の根底にある機構を突き止めるのは困難であることが多い。静的な系については、十分に計算が行われ、高温超伝導などの現象が説明されている。駆動された多体系のハミルトニアンの理論解析はより困難だが、近年の観測報告に触発されて、現在、いくつかの方法が開発されている。本論文では、周期的に変調された六方格子における実験的な量子シミュレーションについて報告し、フェルミオン多体系における反強磁性相関を弱めたり強めたりでき、強磁性相関に切り替えること（符号反転）すらできることを示す。我々は、トンネルエネルギーを繰り込んだ有効フロケ・ハミルトニアンを用いた多体系の記述が、高周波数領域においても依然として妥当であることを、等価な静的格子における測定結果との比較によって実証する。近共鳴駆動についての相関の増強と符号反転は、粒子トンネリングと磁気交換エネルギーが独立して制御される系の微視的モデルによって説明される。従って、この系で観測される十分に寿命の長い相関と組み合わせると、周期駆動は、強相関系における従来とは異なる対形成を実験的に調べる代替的方法となる。

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