Type-IV 't Hooft Anomalies on the Lattice: Emergent Higher-Categorical Symmetries and Applications to LSM Systems
Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University(京都大学汤川理论物理研究所);Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences Program (iTHEMS) RIKEN(理化学研究所交叉理论与数学科学项目)
本文研究格点模型中型IV 't Hooft异常的涌现对称性,揭示了2群、非可逆及更高融合范畴对称性的出现,并探讨其在LSM系统中的应用。
2026-04-03 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Exact emergent higher-form symmetries in bosonic lattice models
本文证明高形式对称性可在低能长程下作为精确对称性演生并抵御UV扰动,通过量子时钟模型等三个格点模型及2+1D Z_2规范理论分析,揭示了精确演生高形式对称性对相变与相分类的约束作用。
2023-11-27 cond-mat.str-el hep-th
Detecting emergent continuous symmetries at quantum criticality
提出一种基于张量网络的算法,无需低能有效场论先验知识即可从任意量子自旋链基态数值提取涌现守恒流的格点算符近似,成功获取格点 Kac-Moody 生成元,并可寻找可积模型的局部运动积分与局部母哈密顿量。
2023-11-26 cond-mat.str-el quant-ph
Emergent symmetries and slow quantum dynamics in a Rydberg-atom chain with confinement
光镊阵列中的里德伯原子为非平衡量子多体物理学提供了一个平台。PXP模型描述了这种系统在强相互作用的里德堡封锁制度的动力学,并显着表现出弱非遍历动力学由于量子多体疤痕。在这里,我们研究的PXP模型在一个强交错外场,这已被提出来体现准粒子禁闭的光映射到格点规范理论。我们使用数值精确对角化和微扰理论的强场极限附近的限制制度的特点。除了预期的紧急产生的交错场的对称性,我们发现了第二个紧急的对称性,是特殊的PXP模型。这些涌现的对称性和里德伯封锁约束之间的相互作用大大减缓了系统的动力学,超出了天真的预期。我们设计了一个嵌套的Schriffl-Wolff微扰理论,以正确地解释新出现的对称性,并表明这种治疗是必不可少的,以了解数值观察到的弛豫时间尺度。我们还讨论了与希尔伯特空间分裂的联系,并将新涌现对称性的起源追溯到在多体疤痕背景下发现的“近$SU(2)$“代数。
2021-03-17 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent symmetries and Interactions: An isolated fixed point Vs a manifold of strongly interacting fixed points
本文研究无带隙态中连续涌现对称性的条件,发现弱相互作用下与孤立不动点对应,强相互作用下则退化为离散对称性,并构造了三维TQCP的边界表示。
2024-05-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
How to detect weak emergent broken-symmetries of the Kagome antiferromagnet from Raman spectroscopy
我们证明了自旋液体的磁性拉曼响应与三角对称光的偏振无关。相反,对称性破缺的基态在极化旋转时表现出特有的振荡。这将允许检测弱破缺对称性和紧急序参数。我们专注于Kagome反铁磁体,没有传统的长程序已被发现到目前为止,并提出了拉曼截面的自旋液体和价键晶体(VBC)使用无规相位近似。
2008-05-22 cond-mat.str-el
Emergent Classical Spin Liquid Phases in an Ising Lattice via Size Effects
本研究通过尺寸效应在Shastry-Sutherland伊辛晶格中实现经典自旋液相,超越传统几何范式,为自旋液研究开辟新途径。
2023-10-10 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent quantum Majorana metal from a chiral spin liquid
本文提出在外加磁场下反铁磁Kitaev模型中π-通量增殖导致马约拉纳零模重叠,从而形成具有零能费米面的Z₂量子马约拉纳金属态,并用马约拉纳谱函数验证了该变分图像。
2025-03-12 cond-mat.str-el quant-ph
Emergent gapless topological Luttinger liquid
无间隙Luttinger液体通常被认为是拓扑上平凡的,除非它拥有简并基态和/或纠缠谱,这需要部分体自由度被间隙掉。在这里,我们预测了一种超越传统假设的、具有非平凡多体自旋织构的、突现的无隙拓扑Luttinger液体,并提出了可行的实验观测方案.考虑了一维自旋-轨道耦合的分数填充Fermi-哈伯德模型,其低能物理可用无自旋Luttinger液体来描述,在传统的描述中是微不足道的.结果表明,在填充因子和相互作用强度的调节下,多体基态在投射动量空间中的体自旋织构中可能呈现出非平凡的缠绕,从而表现出一种突现的拓扑相.当高对称性动量的自旋态变成完全混合态时,会发生拓扑转变,这是由于粒子散射到较低和较高子带的竞争过程,在这种动量点处的自旋织构是不明确的,但Luttinger液体在转变过程中保持无间隙。令人惊讶的是,在相对小的填充的Luttinger液体仍然拓扑非平凡的,即使在无限强相互作用。所得结果可推广到有限温度下,便于实际的实验检测。本工作提出了一种新型的无间隙拓扑Luttinger液体,其特征超出了低能有效理论,并可以根据现有的实验进行验证。
2021-07-26 cond-mat.str-el quant-ph
Emergent Symmetries in Ensemble Averages
University of Tokyo(东京大学);Kavli Institute for Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU), UTIAS, University of Tokyo(东京大学宇宙线研究所(Kavli IPMU));Trans-Scale Quantum Science Institute, University of Tokyo(东京大学跨尺度量子科学研究所);Center for Interdisciplinary Theoretical and Mathematical Sciences (iTHEMS), RIKEN(理化学研究所交叉理论数学科学中心(iTHEMS))
本文回顾并论证量子引力中全局对称性可在系综平均后涌现,以Narain型CFT为例,通过Siegel-Weil公式和Chern-Simons理论解释,并关联沼泽地计划与SWSSB,提出新猜想。
2026-09-30 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Emergent (anomalous) higher symmetries from topological orders and from dynamical electromagnetic field in condensed matter systems
通常的凝聚态晶格理论不包括动态电磁(EM)场,自然也没有更高的对称性(除非我们设计微调玩具模型来实现更高的对称性)。然而,对于带隙系统,(反常的)更高的对称性可以在低能量下(通常以自发破裂的形式)从通常的凝聚态理论中出现。指出自发破缺的涌现高级对称性不过是一种拓扑序。涌现的(反常的)更高的对称性可以用来限制可能的相变和可能的相位引起的某些类型的激发拓扑秩序。如果无带隙激发包含无带隙规范场,则在无带隙系统中也可以出现(反常)更高的对称性。特别地,如果我们忽略磁单极子,包含动态EM场的EM凝聚物质系统具有反常的$U(1)$ 1-对称性。因此,电磁凝聚态系统可以实现一些反常的高对称性的物理现象。特别是,任何带隙的电磁凝聚态系统(由任意电荷波动和凝聚引起)的液相必须有非平凡的玻色子拓扑秩序。
2019-04-21 cond-mat.str-el hep-th
Measurement induced scrambling and emergent symmetries in random circuits
Stanford Institute for Theoretical Physics, Stanford University(斯坦福大学理论物理研究所);Princeton Quantum Initiative, Princeton University(普林斯顿大学量子计划);Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院)
本研究将随机电路中的纠缠演化映射为经典自旋问题,解析了多种测量相关的纠缠相变,推导了全局置乱相的测量范围下界,还在大d极限的随机测量模型中发现了涌现连续对称性。
2025-06-22 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Ground state of the $S$=1/2 pyrochlore Heisenberg antiferromagnet: A quantum spin liquid emergent from dimensional reduction
针对烧绿石晶格上S=1/2海森堡反铁磁体基态难解的问题,利用VMC模拟发现系统经自组织降维形成层间解耦,涌现出具有强纠缠、代数衰减关联和自旋分数化的2D量子自旋液体,且该基态在自旋轨道耦合下依然稳定。
2023-11-20 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Exotic topological order in fractal spin liquids
我们提出了一大类三维自旋模型,这些模型具有拓扑有序性和抗局部扰动的稳定性,但超出了拓扑量子场论的描述。传统的拓扑自旋液体,在形式层面上,可以被视为具有离散规范对称性的弦状扩展物体的凝聚,在具有连续尺度对称性的固定点处。相比之下,分形自旋液体的基态是具有一定代数对称性的高度波动的分形对象的凝聚,对应于真实空间重整化群变换下的极限环,其自然地产生于底层分形几何的离散尺度对称性。本文提出的一类特殊的三维模型可能会使局域自旋系统的量子信息存储容量饱和。
2013-07-27 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Quantum Spin Ice: A Search for Gapless Quantum Spin Liquids in Pyrochlore Magnets
自旋冰材料,包括Ho2Ti2O7和Dy2Ti2O7,是稀土烧绿石磁体,其在低温下进入具有紧急规范自由度的约束顺磁状态。值得注意的是,自旋冰提供了极少数实验实现的分馏例子之一,因为它们的基本激发可以被视为磁单极子,并且在某些温度范围内,自旋冰材料最好被描述为这些新兴电荷的液体。在量子涨落存在的情况下,原则上可以得到一种量子自旋液体,这种液体是从经典的自旋冰态演化而来的,其特征是出现类似光子的激发。在经典自旋冰中,激发类似于静电荷,而在量子自旋液体中,这些电荷通过动态和涌现的电磁场相互作用。在这篇综述中,我们描述了这种量子自旋冰研究的最新进展,重点是自旋液体现象和可能发现这种相的材料种类。
2013-11-07 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Hydrodynamics of quantum spin liquids
量子自旋液体是低温下在受抑量子磁体中产生的物质的拓扑状态。在低能量下,这种状态表现出涌现的规范场和分形准粒子,并且与它们的母体微观哈密顿量相比,还可以具有增强的全局对称性。我们研究了这种涌现规范和对称结构对量子自旋液体流体力学的影响。具体来说,我们分析了两种情况下,与费米表面的$U(1)$自旋液体和$SU(4)$对称的“代数”自旋液体。我们表明,新兴的自由度在自旋液相导致各种额外的流体动力学模式相比,高温顺磁相。我们确定了一个流体动力学制度的内部$U(1)$规范场共同的两个国家,其特点是缓慢扩散的内部横向光子。
2021-12-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent generalized symmetries in ordered phases and applications to quantum disordering
本研究探究有序相低能下涌现的高阶形式与不可逆对称性,揭示其缺陷由(D-1)群表示描述,破缺可引发含拓扑序的相变,还存在与微观对称性的混合反常,为表征相及相变提供框架。
2024-09-15 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Cyclotron reonance in a kagome spin liquid candidate material
该研究提出用回旋共振探测U(1)量子自旋液体中的中性Dirac自旋子,阐明外电磁场诱导涌现规范场的两种机制,并证明在kagome候选材料中可获得与石墨烯相当的累积吸收信号。
2025-07-25 cond-mat.str-el quant-ph
Converting electrons into emergent fermions at a superconductor-Kitaev spin liquid interface
研究了手征相Kitaev自旋液体(KSL)与非手征超导体之间的界面。当界面上的耦合足够强时,界面会发生相变,其特征在于超导体中Bogoliubov准粒子的束缚态的凝聚和自旋液体中出现的费米子激发。在凝聚相中,超导体中的电子可以相干地转换为自旋液体中的出射费米子,反之亦然。结果,自旋液体的手性马约拉纳边缘模式在界面处的电子局域态密度中变得可见,这可以在扫描隧道光谱实验中测量。我们证明了这种相变的存在,和非本地的序参量,它的特点,使用密度矩阵重整化群模拟的KSL带耦合在其边缘的超导体。类似的相变可以发生在一个更简单的系统中,该系统由具有自旋翻转$\mathbb{Z}_2$对称性的一维自旋链耦合到超导体组成。
2021-08-17 cond-mat.str-el
Stable Luttinger liquids and emergent $U(1)$ symmetry in constrained quantum chains
我们探讨了局域约束对一维玻色子和费米子基态相的影响。最近的实验里德伯链的动机,我们约束的占领相邻网站在已知阶段的问题。从Kitaev的拓扑超导线出发,我们发现软约束会导致稳定的无间隙Luttinger液相。虽然Luttinger和Fermi液体通常对超导邻近效应不稳定,但约束抑制了对的产生,允许出现$U(1)$对称性和无间隙。我们证实了这一直观的图片,使用场论和贝特分析方法。特别是,在硬约束限制,该模型是明确的$U(1)$ -对称和可积。对于相应的自旋- $1/2$链,通过Jordan-Wigner变换,Luttinger液体由$\mathbb Z_2$自旋翻转对称性稳定。较长范围的约束即使在没有$\mathbb Z_2$对称性的情况下也能稳定无间隙相位,这与Fendley、Sengupta和Sachdev的开创性工作[Physical Review B 69,075106(2004)]有关,阐明了其中观察到的无间隙浮动相位如何能够被极大地扩展。
2019-03-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con quant-ph
Collisionless dynamics of general non-Fermi liquids from hydrodynamics of emergent conserved quantities
本文利用无穷维涌现对称性群及其无穷多涌现守恒量的流体动力学,证明一般无自旋金属在低温无碰撞区的动力学和外场响应与费米液体一致,并讨论局限及自旋情形差异。
2023-07-12 cond-mat.str-el
Emergent Gravity at a Lifshitz Point from a Bose Liquid on the Lattice
我们提出了一个面心立方晶格上的量子玻色子模型,该模型在低能下具有稳定的代数玻色液相。在3+1维空间中,我们证明了在高斯z = 3的Lifshitz不动点上,这个相位是由突现的量子引力描述的.引力子的规范对称性和低能场论的自对偶性保证了这种代数玻色液相的稳定性。通过调整格子玻色子模型中的一个参数,我们可以驱动z = 3的Lifshitz引力和另一个代数玻色液相之间的相变,由z = 2的Lifshitz点的引力描述。
2010-03-01 cond-mat.str-el gr-qc hep-th
Topologically stable ergodicity breaking from emergent higher-form symmetries in generalized quantum loop models
本研究提出一类广义量子环模型,证明其因1-形式对称性存在拓扑稳定遍历性破缺,发现该对称性可涌现为长寿命预热化现象,揭示其与已知模型的对偶关系及抗k-局域微扰的非局域守恒量。
2023-04-22 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Berry curvature from plane-wave mixing: A three-band model with emergent symmetries
Harvard University(哈佛大学);California Institute of Technology(加州理工学院);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);Flatiron Institute(平顿研究所);New York University(纽约大学)
该研究构建了含涌现对称性的三带模型,解析发现贝里曲率依赖势的动量性,还在λ-凝胶旋量未截断模型中重现相关拓扑特征,揭示了旋量结构与势对基态拓扑的丰富作用。
2026-10-14 cond-mat.str-el
Quantum Liquids: Emergent higher-rank gauge theory and fractons
本综述聚焦无能隙分形子液体,介绍其演生高阶规范理论、3D理论基础及平衡动力学性质,并探讨在Yb基晶格等平台的材料实现与阻挫磁学中的操控方案。
2024-03-25 cond-mat.str-el
Constructing Emergent U(1) Symmetries in the Gamma-prime $\left(\bf Γ^{\prime} \right)$ model
本文系统构建了一类基于$Γ^{\rm \boldsymbol{\text{'}}}$模型的经典自旋模型,其在含三角基序的多维度晶格中涌现连续U(1)对称性,通过模拟证实分析预期,为研究涌现对称性与底层对称性的相互作用提供基础。
2024-11-04 cond-mat.str-el
Information-theoretic principle of emergent 1-form symmetries
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心)
提出1-形式对称性的涌现本质上是信息论的,由裸1-形式对称性的信息保持表征,并通过测量后态系综的长程纠缠揭示信息论相变。
2026-06-29 cond-mat.str-el hep-th quant-ph
Band Structure of Twisted Bilayer Graphene: Emergent Symmetries, Commensurate Approximants and Wannier Obstructions
双层石墨烯在小扭转角下的能带结构的一个显著特征是在中性附近出现孤立带,其带宽在某些魔角(如,$θ\sim 1.05^\circ$)。在这一领域,相关绝缘态和超导电性已被实验观察到。对这些现象的微观描述需要对能带结构的普遍方面的理解,我们在这里讨论。首先,我们指出了涌现对称性的重要性,例如谷守恒,它们在小扭转角的限制下是极好的对称性,并决定了能带结构的定性特征。在讨论能带结构的相称近似时,有时会忽略这些,我们也在这里回顾,并巩固它们与包含所有涌现对称性的连续统理论的联系。最后,我们讨论的障碍,写下来的紧束缚模型的孤立的频带,特别是一个新的对称性为基础的诊断这些障碍,以及关系带拓扑结构和解决障碍的策略。特别地,我们构建了一个四带模型,其中两个较低的孤立带实现了扭曲双层石墨烯的单谷近平坦带的所有已识别的Wannier障碍。
2018-08-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Electric field control of emergent electrodynamics in quantum spin ice
本文研究了3+1维$U(1)$量子自旋液体量子自旋冰中常规电动力学(Maxwell电动力学)与突现电动力学之间的耦合。我们发现,一个均匀的电场可以用来调整自旋液体的基态和激发的性质。特别是,它会引起出射双折射,使出射光的速度各向异性和偏振相关。足够强的电场触发量子相变进入新的$U(1)$量子自旋液体,其捕获出现的电$π$通量。这些新相的磁通模式取决于电场的方向。引人注目的是,在自旋结构因子中的一些典型的夹点,典型的自旋冰的特征,出现在相变附近,而它们在量子自旋液体相中是不存在的。估计所需的电场强度,我们发现,这种转变是潜在的实验访问。最后,我们提出了一个最小的机制,通过该机制,振荡电场可以产生出射辐射的量子自旋冰材料与非克拉默斯自旋二重态。
2017-09-23 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Discrete global symmetries and dynamics of emergent fermions
本文研究$Z_2$全局对称性对涌现费米子热导率标度的影响,发现不同对称性导致截然不同的温度依赖,并在强耦合不动点统一。
2023-06-22 cond-mat.str-el
Emergent Chiral Metal near a Kondo Breakdown Quantum Phase Transition
本文利用部分子平均场理论研究近藤击穿量子相变,发现π磁通分数化费米液体附近可自发涌现同时破缺平移与时间反演对称性的手性重费米金属轨道反铁磁相。
2025-03-16 cond-mat.str-el
Emergent ferromagnetism with Fermi-liquid behavior in proton intercalated CaRuO3
关联电子系统中费米液态和非费米液态之间的相互作用是凝聚态物理的重要研究课题。探索非费米液体行为本质的一个有效途径是接近其相界。本文报道了金属CaRuO3在离子液体门控作用下,通过电场质子化,实现了从非费米液体到费米液体的转变。这种电子跃迁随后引发了一个可逆的磁跃迁,从这个顺磁性化合物中出现了一个奇异的铁磁态。我们的理论分析表明,氢掺入通过结构畸变和电子掺杂在电子和磁性相变中起着关键作用。这些观测结果不仅有助于理解钙钛矿双烯酸盐体系中相关的磁性和电子跃迁,而且为相关材料中电子相的设计提供了新的途径。
2021-03-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Transport in the emergent Bose liquid: Bad metal, strange metal, and weak insulator, all in one system
Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交大李政道理论与计算中心及物理与天文学院);Key Laboratory of Artificial Structures and Quantum Control (Ministry of Education)(人工结构与量子控制教育部重点实验室);Shanghai Branch, Hefei National Laboratory(合肥国家实验室上海分部)
本研究通过计算涌现玻色液体的光导率,发现其能同时重现坏金属、奇异金属和弱绝缘体的非费米液体行为,表明该新量子态可统一解释强关联材料中的异常输运现象。
2026-09-29 cond-mat.str-el
Emergent $\mathrm{SU}(4)$ Symmetry in $α$-ZrCl$_3$ and Crystalline Spin-Orbital Liquids
虽然从通常的$\mathrm{SU}(2)$到$\mathrm{SU}(N)$的自旋空间对称性的增强对于发现非平凡的量子自旋液体是有希望的,但其在磁性材料中的实现仍然具有挑战性。在这里,我们提出了一个新的机制,$\mathrm{SU}(4)$对称性出现在强自旋轨道耦合极限。在具有共边阴离子八面体的$d^1$过渡金属化合物中,自旋-轨道耦合在$J_\textrm{eff}=3/2$四重态之间产生强烈的键依赖性和明显的$\mathrm{SU}(4)$ -断裂跳跃。然而,在蜂窝结构中,规范变换将系统映射到$\mathrm{SU}(4)$对称的Hubbard模型。在四分之一填充时的强排斥极限中,如在$α$-ZrCl $_3,$中所实现的,低能有效模型是蜂窝晶格上的$\mathrm{SU}(4)$海森堡模型,其不能具有平凡的带隙基态,并且预期容纳无带隙的自旋轨道液体。通过将该模型推广到其他三维晶格,我们还提出了由这种涌现的$\mathrm{SU}(4)$对称性和空间群对称性保护的结晶自旋轨道液体。
2018-07-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Two-dimensional $J_1$-$J_2$ clock model: Enhanced symmetries, emergent orders, and Landau-incompatible transitions
Indian Institute of Technology Madras(印度马德拉斯理工学院);Center for Quantum Information, Communication and Computation (CQuICC)(量子信息、通信与计算中心);Harish-Chandra Research Institute(哈里什-钱德拉研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所)
该研究探讨了二维J₁-J₂钟模型在不同相互作用下的相变行为,揭示了增强对称性、涌现秩序及非传统Landau不相容转变的机制。
2025-11-26 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Spin-lattice Coupling in U(1) Quantum Spin Liquids
量子自旋液体(QSL)是一种具有内在质量纠缠的奇异相。而不是微观自旋,分形粒子和规范波动是涌现的,揭示了QSL的奇异性质。在pyrchlore晶格上具有强自旋-轨道耦合的量子自旋,例如Pr 2 Zr 2 O 7,被认为是具有出射光子的U(1)QSL,无隙激发而不破坏任何对称性,以及出射单极子。量子超晶格中的一个关键问题是量子超晶格的突现自由度与常规自由度之间的相互作用,我们通过构建U(1)量子超晶格中自旋-晶格耦合的一般理论来研究这种相互作用.我们发现,耦合诱导特征声子和光子之间的相互作用。例如,光子在低温下变得比声子更稳定。我们还提出了在实验中探测出射光子的机制,如依赖于U(1)QSL中的自旋-晶格耦合的声衰减和热输运。
2019-01-15 cond-mat.str-el
Emergent Spin Liquids in the Hubbard Model on the Anisotropic Honeycomb Lattice
研究了在平均场和从转子处理下各向异性蜂窝晶格上的排斥哈伯德模型。除了已知的半金属和带绝缘相,获得非常弱相互作用,和反铁磁相在大耦合,各种绝缘自旋液相发展在中间耦合。虽然这些自旋液体中的一些具有无隙自旋子激发,但有隙自旋子激发占据相图的大区域,并且成为大跳跃各向异性的主要相。这个阶段可以理解为弱耦合强二聚态。
2011-08-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Emergent Quantum Coherence from Instabilities of a Perturbed Fractionalized Spin Liquid
微扰对分数激发拓扑有序态的影响是非常有趣的。虽然小的扰动预计不会影响一个强大的TO,相当大的扰动必须导致新的路线的开始(S)。在真实的凝聚态系统中,这种紧急秩序的可观测性仍然是一个悬而未决的问题。在这里,我们详细介绍了如何一个无特色的Kitaev自旋液体严格TO让位于部分拓扑有序状态(S)共存的广泛的楼梯的新颖的“激子”订单的细分实体在塞曼场。我们提供了一系列奇怪的功能,从节点自旋金属,选择性莫特态的分形,Luttinger表面和隐藏的相干性,所有有影响力的共振价键的特性,以及在奇怪的金属背景下的分形费米液体的观点准精确和新颖的实现。作为一个新的应用,我们展示了如何约瑟夫森结阵列可能会表现出分数约瑟夫森振荡通量调谐作为一个特别新颖的表现紧急量子相干性。
2015-07-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological thermal Hall effect for topological excitations in spin liquid: Emergent Lorentz force on the spinons
本文研究了U(1)自旋液体中自旋子所受洛伦兹力的起源。我们的灵感来自于以前的观察规范场相关的成对自旋关联使用中子散射测量时的Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用与晶格几何纠缠。我们将这一观察推广到作用在(中性)自旋子上的洛伦兹力。使自旋极化的外部磁场有效地为自旋子产生内部U(1)规范通量,并通过Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用扭曲自旋子运动。这种产生洛伦兹力的机制与在弱Mott绝缘区中由电荷涨落引起的U(1)规范内通量的感应机制有着根本的不同。我们将这种理解应用到可果美晶格上自旋金属的具体情况。我们提出的突现洛伦兹力的产生和由此产生的拓扑热霍尔效应的理论可以广泛应用于其他具有Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用的非中心对称自旋液体。我们讨论了与可果美材料中的热霍尔输运的相关性。
2019-09-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Experimental probes of emergent symmetries in the quantum Hall system
研究量子Hall系统中重整化群流的实验为涌现全纯模对称$Γ_0(2)$的存在提供了重要的证据。我们简要地回顾了这些证据,并表明,在最低温度下,量子临界点的位置的实验测定符合部分\emph{per mille}水平与预测从$Γ_0(2)$。我们提出的证据表明,实验给出的结果,大大偏离对称性的预测是不够冷的量子临界域。我们展示了如何扩展的模块化对称性的非全纯粒子-空穴的对偶性导致一个广泛的网络的对偶性相关的高原-绝缘体过渡,我们推导出一个公式有关的对偶对$(B,B_d)$的磁场强度在任何过渡。到目前为止,所研究的跃迁的实验数据与从这种涌现对称性所得出的对偶关系非常一致,并排除了从“对应态定律”导出的对偶规则。将这些广义对偶性预测与未来其他跃迁的实验进行比较,应该可以在远离量子临界点的非线性域深处对模对偶性进行严格的测试。
2010-09-14 cond-mat.str-el
Chiral spin liquid and emergent anyons in a Kagome lattice Mott insulator
几十年来,受挫折的量子自旋系统中的拓扑相一直吸引着研究人员。最早提出这种相的是由Kalmeyer和Laughlin在1987年提出的手性自旋液体,作为分数量子霍尔效应的玻色子模拟物。多年来一直难以捉摸,最近终于看到了一些实现这一阶段的模型。然而,这些模型有些人为,不太可能在现实材料中找到。在这里,我们采取了重要的一步,通过检查一个物理动机的模型,一个莫特绝缘体上的Kagome晶格与破缺的时间反转对称性的目标,找到一个手性自旋液体在自然界中。我们首先提供了一个理论上的理由,新兴的手性自旋液相的网络模型的角度来看。然后,我们提出了一个明确的数值识别和表征的普遍的拓扑性质的阶段,包括基态简并,边缘物理,和任何散装激发,通过使用各种强大的数值探针,包括纠缠谱和模块化的转换。
2014-01-13 cond-mat.str-el
Cluster Luttinger liquids and emergent supersymmetric conformal critical points in the one-dimensional soft-shoulder Hubbard model
在扩展的哈伯德模型中,粒子通过软肩势相互作用,研究了硬核玻色原子的量子相位。使用场理论方法和强耦合微扰理论相结合,我们证明了低能量相可以是一个共形簇Luttinger液体(CLL)相与中心荷$c=1$,其中微观自由度对应于介观粒子系综。使用数值密度矩阵重整化组的方法,我们证明了CLL阶段,第一次预测[物理评论快报。111,165302(2013)]通过具有中心荷$c=3/2$的外来临界点与常规Tomonaga-Luttinger液体分离。后者是一个突现共形超对称性的表达,这是不存在于原来的哈密顿量。我们讨论了在实际的实验环境中,弱修饰的里德伯原子被限制在光晶格中的CLL相位的可观测性。使用量子蒙特卡罗模拟,我们表明,CLLs的典型功能是稳定的,相对较高的温度。使用精确对角化和量子轨道方法,我们提供了一个协议的绝热态制备以及粒子损失的影响的定量估计。
2015-03-13 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph
Discovery of Emergent Photon and Monopoles in a Quantum Spin Liquid
量子自旋液体是物质的一种奇异量子相,它的基态是量子纠缠的,没有任何磁序。一个中心问题涉及紧急激发的特点QSL,这是假设与准粒子的分形和拓扑秩序。在这里,我们报告非常不寻常的热传导所产生的自旋自由度在QSL状态的烧绿石磁铁Pr $_2$ Zr $_2$ O $_7$,主机自旋冰相关性强的量子涨落。在高温区的热导率表现出双能隙行为,这与磁性($M$ -)和电单极子($E$ -粒子)的带隙激发相一致。在低于200 mK的非常低的温度下,热导率出乎意料地显示出显著的增强,这远远超过了纯粹的声子电导率,证明了高度移动的自旋激发的存在。这种新型的激发可以归因于出射光子($ν$ -粒子),自旋冰流形中的相干无隙自旋激发。
2018-03-15 cond-mat.str-el
Enhancing disorder-free localization through dynamically emergent local symmetries
无无序局域化是最近发现的一种非遍历性现象,当初始态在规范超选择扇区的叠加中准备时,可以出现在具有规范对称性的量子多体系统中。热化,然后防止所有可访问的演化时间,尽管该模型是不可积的和不变性。在最近的工作[Halimeh,Zhao,Hauke,and Knolle,arXiv:2111.02427]中,已经表明规范对称生成元中的线性项稳定了$\mathrm{U}(1)$规范理论中的无无序局域化,以对抗耦合不同超选择扇区的规范误差。在这里,我们表明,在$\mathbb{Z}_2$规范理论的情况下,无序的本地化不仅可以稳定,而且\textit{enhanced}通过添加线性的局部$\mathbb{Z}_2$ \textit{pseudogenerator},其行为完全相同的生成器在一个单一的超选择部门的双线性不变项,但不一定在它之外。我们用解析和数值方法表明,这是如何通过量子芝诺效应导致一个具有增强的局部对称性的重整化规范理论,它包含理想模型的$\mathbb{Z}_2$规范对称性,与$\mathbb{Z}_2$赝生成元相关联。由于这种动态涌现的规范理论,超选择扇区的扩散产生了比原始模型更大的有效无序,从而增强了无无序局域化。我们证明了实验的可行性的$\mathbb{Z}_2$ pseudogenerator提供了一个详细的易于实施的实验建议,在里德堡设置无障碍本地化的观察。
2022-05-03 cond-mat.dis-nn cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech
Hidden $SU(2)$ Symmetries, the Symmetry Hierarchy and the Emergent Eight-Fold Way in Spin-1 Quantum Magnets
在自旋为1的量子系统中,最大的对称性是$SU(3)$对称性,而不是$SO(3)$自旋旋转。在这项工作中,我们揭示了一些$SU(2)$对称性的子群$SU(3)$,据我们所知,以前没有被承认。然后,我们根据$SU(3)\supset SU(2)\times U(1)$对称性体系构造了$SU(2)$对称哈密顿量,并研究了基态相图。很自然地,我们会平等地对待$SU(3)$对称性的八个生成元;这种方法被称为八重方法。我们发现,自旋谱函数和自旋四极谱函数具有相同的结构,只要基元激发是低能量的味波,这是一个线索的八重方式。提出了一种新的$S=1/2$量子自旋液体,它与带隙自旋有序共存于其中一个基态。类比量子色动力学,我们发现量子自旋轨道液态流体动力学模的能隙关系,它只不过是Gell-Mann-Okubo公式。
2019-08-02 cond-mat.str-el
Emergent non-Fermi liquid at the quantum critical point of a topological phase transition in two dimensions
研究了具有各向异性色散的二维Weyl费米子之间的库仑相互作用效应,其中一个方向表现为相对论动力学,另一个方向表现为牛顿动力学。这种分散可以在电场或应变下的磷烯中、TiO $_2$ /VO $_2$超晶格中实现,并且更一般地,在具有手征对称性的系统中的节半金属和绝缘体之间的量子临界点处实现。使用单圈重整化群方法结合大$N$展开,我们发现该系统显示相互作用驱动的非费米液体行为在很宽的中频和边缘费米液体行为在最小的频率范围。在非费米液体区域,准粒子残留$Z$在能量$E$标度为$Z \propto E^a$与$a >0$,和费米色散参数获得反常尺寸。在边缘费米液体区,$Z \propto (|\log E|)^{-b}$和通用$b = 3/2$。
2015-08-16 cond-mat.str-el
String Theory, Quantum Phase Transitions and the Emergent Fermi-Liquid
量子凝聚态物理的一个中心问题是在重费米子金属间化合物和可能的高Tc超导体中发现的强重整化费米液体之间的零温量子相变的临界理论。我们在这里提出的结果表明,数学的弦论是能够描述这样的费米量子临界态。利用反德西特/共形场论(AdS/CFT)对应,将费米子量子临界场与引力问题联系起来,计算了费米子在场论中的谱函数.通过增加远离相对论量子临界点的费米子密度,一个具有费米液体所有特征的状态出现了。
2009-12-24 cond-mat.str-el hep-th
Momentum-space modulated symmetries in the Luttinger liquid
本文研究了引入非线性色散的手性Luttinger液体,发现无限族平移不变相互作用势具有动量空间调制对称性,由此预测Hamiltonian块大小及渐近标度律,并通过纠缠熵和能级统计证实结果。
2025-04-02 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent symmetries and coexisting orders in Dirac fermion systems
研究了与具有$O(N_1)\oplus O(N_2)$对称性的两个相容序参量场耦合的二维狄拉克费米子的量子相图和临界行为。最近对这类系统的数值研究报告了两个有序态之间的非Landau-Ginzburg-Wilson跃迁和涌现的$O(N_1+N_2)$对称性的证据,这已经在(2+1)维Dirac材料的解限制量子临界性的场景中得到了解释。在这里,我们提供了两种理论方法来完善这些系统的相图。在有序相和半金属相之间的多临界点附近,我们采用了非微扰场理论分析的基础上的功能重整化群。对于特定的情况下,$N_1=3$,$N_2=1$,我们进行了大规模的量子Monte Carlo分析的强耦合区域,其中两个订单满足。我们的研究结果支持强大的出现增强对称性的多临界点,并建议通过一系列连续的过渡发生在两个有序的阶段之间的过渡。特别是,我们发现,共存的中间制度存在于相图中的所有值的$N_1$和$N_2$。
2019-11-04 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Emergent non-Fermi-liquid phenomena in multipolar quantum impurity systems
新的自旋-轨道纠缠量子基态的发现为通过与晶格的独特耦合和其他外部微扰实现可控量子材料铺平了重要途径。本论文以最近在具有多极局域矩的立方重费米子材料上的实验为背景,从理论上研究了多极量子杂质系统中强相互作用的自旋轨道纠缠量子基态。在这里,巡回电子相互作用的本地携带四极和八极矩,在传统的近藤问题与偶极本地矩。利用微扰重整化群方法,我们发现了一系列非费米液体基态,它们的特征是不存在定义明确的准粒子和奇异的幂律行为.我们发现,这里发现的非费米液体状态是在传统的多通道近藤问题的非费米液体状态的已知类别之外。这项工作奠定了一个新的基础,在许多强自旋轨道耦合量子材料中的非费米液相的识别。
2020-03-10 cond-mat.str-el
Emergent magnetism and spin liquids in an extended Hubbard description of moiré bilayers
University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校);University of Cologne(科隆大学);Kavli Institute for Theoretical Physics, University of California, Santa Barbara(加州大学圣塔芭芭拉分校卡弗里理论物理研究所);French American Center for Theoretical Science, CNRS, KITP, Santa Barbara(法国美国理论科学中心,CNRS,KITP,圣塔芭芭拉);Canadian Institute for Advanced Research(加拿大高级研究院);Stanford Institute for Materials and Energy Sciences, SLAC National Accelerator Laboratory(斯坦福材料能源科学研究所,SLAC国家加速器实验室)
本研究通过扩展哈伯德模型和密度矩阵重正化群计算,揭示了扭转TMDs中分数填充下的电荷有序、反铁磁及量子自旋液体等涌现磁性态,表明莫尔TMDs是研究强关联电子量子磁性的理想平台。
2025-07-08 cond-mat.str-el
Pseudogapped Fermi liquids from emergent quasiparticles
Rutgers University(罗格斯大学);Brookhaven National Laboratory(布鲁克海文国家实验室)
本文提出一个可解模型,揭示了在半填充下费米液体中伪空隙单粒子谱函数和消失的准粒子权重的机制,不依赖莫特物理,探讨了量子相变。
2026-03-16 cond-mat.str-el
Proposal to detect emergent gauge field and its Meissner effect in spin liquids using NV Centers
本文提出利用NV中心探测自旋液体相变中涌现规范场的迈斯纳效应,通过弛豫率快速下降及其$z_0$依赖性识别信号,并指出有机ET化合物为实验候选材料。
2023-02-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Superconductivity from emergent dipolar interactions in a fractionalized Fermi liquid
Ghent University(根特大学)
从自旋-费米子模型出发,研究电子掺杂进入半满态时,分数化费米液体向d波超导体的转变,发现掺杂电子形成的自旋子-荷子束缚态通过偶极相互作用在反铁磁波矢处产生配对,为d波超导提供微观机制。
2026-07-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con