量子物理学：二次元リュードベリ原子アレイにおける連続対称性の破れ

自発的対称性の破れは、物質相とそれらに関連する転移の分類の大半の基礎となっている。基礎となる対称性が破れることで現れる性質によって、相の定性的特性の多くが決まり、これは、離散対称性の破れと連続対称性の破れの違いによって例示される。実際、離散的な場合とは対照的に、連続対称性の破れによって、例えば秩序相の熱力学的安定性を制御するギャップレスのゴールドストーンモードが出現する。今回我々は、プログラム可能なリュードベリ量子シミュレーターを用いて、連続スピン回転対称性を示す二次元双極子XYモデルを実現した。我々は、XY強磁性体とXY反強磁性体の両方の相関低温状態が断熱的に生成されたことを実証する。我々はまた、強磁性体の場合に、長距離双極子相互作用が存在しなければ禁制される特徴である長距離XY秩序の存在を評価した。XY相互作用の多体物理を調べた今回の結果は、リュードベリブロッケード機構を用いて離散スピン回転対称性を示すイジング型相互作用を実現した最近の研究を補完するものである。

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