Glide symmetry breaking and Ising criticality in the quasi-1D magnet CoNb$_2$O$_6$

铌铁矿中量子临界性与几何阻挫的相互作用

Interplay of Quantum Criticality and Geometric Frustration in Columbite

受CoNb_2O_6（属于铌铁矿族矿物）的启发，我们从理论上研究了在垂直于链方向的平面上三角晶格上量子铁磁伊辛链的反铁磁耦合物理.我们结合链物理的精确解与微扰近似的横向耦合。当三角晶格有等腰畸变时（这发生在真实的材料中），T=0相图富含五种不同的物质状态：亚铁磁相、Néel相、反铁磁相、顺磁相和无公度相，它们被量子相变分开。我们的研究结果的实验CoNb2O6的影响进行了讨论。

准一维伊辛磁体CoNb $_2$ O $_6$在横场中量子顺磁相的激发：几何阻挫和量子重整化效应

Excitations in the quantum paramagnetic phase of the quasi-one-dimensional Ising magnet CoNb$_2$O$_6$ in a transverse field: Geometric frustration and quantum renormalization effects

准一维Ising铁磁体CoNb $_2$ O $_6$在外加横向磁场的作用下发生了从自发磁序到量子顺磁序的连续量子相变，观察到自旋动力学的显著变化，表现出弱微扰的一维Ising量子临界特性.我们在这里报告广泛的单晶非弹性中子散射测量的磁激发在整个三维（3D）布里渊区的量子顺磁相刚好在临界场以上的有限链间耦合的影响进行表征。在这个阶段，我们观察到，激发有一个尖锐的，分辨率有限的线形在低能量和大部分的色散带宽，自旋翻转准粒子的预期。我们沿着强色散链方向映射的全带宽，并解决明确调制的色散在垂直于链的平面中，在反铁磁等腰三角形晶格中的链间耦合的特性受挫。分散体可以很好地参数化使用线性自旋波模型，包括链间耦合和进一步的邻居交换。沿链方向观察到的色散带宽小于线性自旋波模型使用在零场确定的交换值所预测的，这种效应归因于量子重整化的色散超出自旋波近似在略高于临界场的领域，量子波动仍然显着。

横场伊辛链系统CoNb $_2$ O $_6$量子涨落在量子临界点附近的演化

Evolution of Quantum Fluctuations Near the Quantum Critical Point of the Transverse Field Ising Chain System CoNb$_2$O$_6$

横向场伊辛链（TFIC）模型非常适合于检验量子相变的基本思想，因为它的著名的$T=0$基态可以外推到有限的温度。然而，缺乏合适的模型材料阻碍了过去测试理论预测的努力。在这里，我们映射的量子涨落的演变的TFIC的基础上的核磁共振（NMR）测量CoNb $_2$ O $_6$，并证明有限温度对量子临界性的第一次。从$^{93}$ Nb纵向弛豫速率$1/T_1$的温度依赖性，我们确定重整化的经典，量子临界，和量子无序标度制度的温度（$T$）与横向磁场（$h_{\perp}$）相图。精确地在临界场$h_{\perp}^{c}=5.25 \pm 0.15$ T处，我们观察到幂律行为，$1/T_{1} \sim T^{-3/4}$，正如量子临界标度所预测的那样。我们的数据和理论之间的无参数比较表明，量子涨落持续高达$T \sim 0.4 J$，其中链内交换相互作用$J$是唯一的能量尺度的问题。

Duality and domain wall dynamics in a twisted Kitaev chain

The Ising chain in transverse field is a paradigmatic model for a host of physical phenomena, including spontaneous symmetry breaking, topological defects, quantum criticality, and duality. Although the quasi-1D ferromagnet CoNb$_2$O$_6$ has been put forward as the best material example of the transverse field Ising model, it exhibits significant deviations from ideality. Through a combination of THz spectroscopy and theory, we show that CoNb$_2$O$_6$ in fact is well described by a different model with strong bond dependent interactions, which we dub the {\it twisted Kitaev chain}, as these in…

伊辛链中的量子临界性：突现E8对称性的实验证据

Quantum criticality in an Ising chain: experimental evidence for emergent E8 symmetry

量子相变发生在零温度下物质的不同相之间。在跃迁点附近，奇异的量子对称性可以出现，控制系统的激发光谱。一种由E8李群描述的对称性，其光谱为8个粒子，长期以来被预测会出现在伊辛链的临界点附近。我们实现了这个系统的实验通过调整准一维伊辛铁磁体CoNb2O6通过其临界点，使用强横向磁场。自旋激发观察到改变字符从对扭结在有序相的顺磁相自旋翻转。在临界场之下，自旋动力学显示了一个精细结构，在低能量下有两个尖锐的模式，其比例接近E8谱的前两个介子粒子的黄金平均值。我们的结果证明了对称性描述复杂量子行为的能力。

Quantum Critical Magnetic Excitations in Spin-1/2 and Spin-1 Chain Systems

The study of CoNb$_2$O$_6$ sits at the confluence of simplicity and complexity: on one hand, the model for Ising chains -- the building blocks of CoNb$_2$O$_6$ -- in a transverse field, can be exactly solved and, thus, serves as an archetype of quantum criticality; on the other hand, the weak but nonzero interchain coupling adds geometric frustration to the stage, substantially complicating the phase diagram. Here we utilize low-temperature specific heat and thermal conductivity measurements to study the low-lying magnetic excitations in CoNb$_2$O$_6$ and its spin-1 analogue NiNb$_2$O$_6$. The…