Letter 物理：強く相互作用するボソンからなるラッティンジャー液体の「ピン止め」量子相転移 2010年7月29日 Nature 466, 7306 doi: 10.1038/nature09259 量子多体系では、ゼロ温度でも量子相転移が起こりうる。すなわち、ハイゼンベルグの不確定性原理から生じるゆらぎによって、熱的効果とは対照的に、系が1つの相から別の相へ転移する。典型的には、系のハミルトニアンにある競合する2つの項の相対的な強さが、転移時にある有限の臨界値を超えて変化する。よく知られた例の1つが超流動相から絶縁相へのモットハバード量子相転移であり、これは弱く相互作用するボソン原子気体で観測されている。しかし、低次元構造に閉じ込められた強く相互作用する量子系では、そのハミルトニアンへの任意の弱い摂動によって新しい種類の相転移が誘起され、駆動される。我々は、このような効果、すなわちボソンのセシウム原子からなり、相互作用を調整できる一次元量子気体における、超流動ラッティンジャー液体からモット絶縁体へのサインゴルドン量子相転移を観測した。相互作用が十分強いと、原子粒度に相応する任意の弱さの光格子を加えることによってこの転移が生じ、その結果、原子は直ちに「ピン止め」される。我々は、その相図を作製し、強く相互作用する領域での測定結果が、厳密に可解なサインゴルドンモデルに基づく量子場の記述とよく一致することを見いだした。弱く相互作用する領域へ至る相境界をたどると、そこでは一次元ボースハバードモデルの予測とよい一致がみられた。我々の結果により、極低温気体について、ハバード型のモデルを超えて量子相転移、臨界性、輸送現象を実験的に研究する道が開かれる。 Full Text PDF 目次へ戻る
