Vortex core structure in strongly correlated superfluidity

強相関超流動内の渦糸芯構造

山田 進  ; 奥村 雅彦   ; 町田 昌彦  ; 大橋 洋士*; 松本 秀樹*

Yamada, Susumu; Okumura, Masahiko; Machida, Masahiko; Ohashi, Yoji*; Matsumoto, Hideki*

高温超伝導体の渦糸芯構造を調査するため、密度行列繰り込み群法を利用し、調和ポテンシャルのある1次元ハバードモデルのシミュレーションを原子力機構が所有する並列計算機Altix3700Bx2を用いて実施した。その結果、モット状態が中心に出現し、その周りに金属状態が現れることを見つけた。さらに、アップスピンとダウンスピンの数が異なるとき、モット状態のところに長周期で変化する反強磁性が現れることを見いだした。

In order to study the vortex core electronic structure in high-T superconductors, we examine 1-D Hubbard model with trap potential by using the density matrix renormalization group method. Instead of directly treating the vortex, the approach mimics the carrier density depression inside the vortex core via the trap potential and exactly calculate strong correlation effects on the depressed region. Consequently, we find that the Mott state emerges in the central region and the metallic edge surrounds the Mott region. Furthermore, when adding spin imbalance, the calculations reveal that a local antiferromagnetic order covers the Mott state region, and moreover, the antiferromagnetic order modulates with a long periodicity. We expect that these results closely relate to the vortex core electronic structure while their calculation results can be directly compared with atomic Fermi gases loaded on an optical lattice.