We study the nonlinear response of non-integrable 1D spin models using infinite matrix-product state techniques. As a benchmark and demonstration of the method, we first calculate the 2D coherent spectroscopy for the exactly soluble ferromagnetic transverse field Ising model, where excitations are freely moving domain-walls. We then investigate the distinct signatures of confined bound states by introducing a longitudinal field and observe the emergence of strong non-rephasing like signals. To interpret the observed phenomena, we use a two-kink approximation to perturbatively compute the 2D spectra. We find good agreement in comparison with the exact results of the infinite matrix-product state method in the strongly confined regime. We discuss the relevance of our results for quasi$-$1D Ising spin chain materials such as $\mathrm{CoNb}_2\mathrm{O}_6$.
Finite temperature spin dynamics in a perturbed quantum critical Ising chain with an $E_8$ symmetry
当在横向场伊辛链的量子临界点处引入一个小的纵向场时,预计会出现一个表现出$E_8$对称性的光谱。这一光谱的证据最近来自于准一维伊辛铁磁体钴酸盐的中子散射测量。与零温模型不同,该模型的有限温度动力学尚未确定。我们用形状因子方法研究了该模型在低频非零温度下的动态自旋结构因子。它的频率依赖性是奇异的,但不同于扩散形式。的温度依赖性的核磁共振(NMR)弛豫速率有一个激活的形式,其前因子,我们也确定。我们建议NMR实验作为一种手段,以进一步测试的适用性的$E_8$描述CoNb $_2$ O $_6$。
Two stage pressure-induced Yb valence change in the Hexagonal Laves Phase YbAg$_2$: Investigation by time differential perturbed angular $γ$-$γ$ correlation spectroscopy method and density functional calculations
用时间微分扰动角$γ-γ$相关谱(TDPAC)方法,以$^{111}$ Cd为探针,研究了在常压和19 GPa外压下,Yb Ag $_2$的C_(14)六方Laves相.在压力下,Yb的价态经历了从2.8到3的两个阶段的转变。两个阶段的情况下,其特征在于由两个不同的四极频率的$^{111}$镉探针在银亚晶格,单调增加的压力和饱和在8和16 GPa。我们的实验数据进行了比较与密度泛函研究的电子能带结构的Yb Ag $_2$,其结果被用于讨论和解释这些实验。我们已经发现,有两个不同的电场梯度在不等价的银网站和$4d$ -状态的银参与金属键合,允许形成的六方Laves相。
A hierarchy of bound states in the 1D ferromagnetic Ising chain CoNb$_2$O$_6$ investigated by high resolution time-domain terahertz spectroscopy
在零外加磁场下,利用高分辨时域太赫兹光谱研究了一维铁磁伊辛链化合物CoNb $_2$ O $_6$中的扭结束缚态.当磁序在低温下发展时,九个束缚态的扭结变得可见。它们的能量可以非常好地用一维线性势薛定谔方程的Airy函数解来模拟。这一系列的束缚态在接近最低束缚态能量的两倍的阈值能量处终止。在这个能量标度以上,我们观察到一个广泛的功能与两个粒子连续的发病相一致。在能量低于这个阈值,我们观察到一个突出的激发,我们解释为一个新的束缚态的束缚态-两对扭结相邻的链。
Crosscap states and duality of Ising field theory in two dimensions
Faculty of Physics and Arnold Sommerfeld Center for Theoretical Physics, Ludwig-Maximilians-Universität München(慕尼黑大学物理学院与阿诺德·索末菲理论物理中心);School of Physics and Wuhan National High Magnetic Field Center, Huazhong University of Science and Technology(华中科技大学物理学院与武汉国家强磁场科学中心);Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);Songshan Lake Materials Laboratory(松山湖材料实验室)
Resolving continua of fractional excitations by spinon echo in THz 2D coherent spectroscopy
我们表明,太赫兹2D相干光谱的新技术是能够提供定性的新信息的分数自旋系统。对于横场伊辛链的原型例子,我们从理论上证明,尽管在线性响应的激发宽连续,2D光谱包含尖锐的功能,是一个“自旋回波”,这给出了以前无法访问的信息,如两个自旋激发态的寿命的相干签名。在线性光学或中子响应中几乎无法区分的无序和有限寿命的影响,在2D光谱中以截然不同的方式表现出来。我们的结果可以直接应用于模拟准一维横向场伊辛链系统,如CoNb $_2$ O $_6$,但概念可以应用于一般的分数自旋系统。
Observation of E8 Particles in an Ising Chain Antiferromagnet
在横场诱导的伊辛链量子临界点附近,预言了一个由8个粒子组成的奇异动力学谱,该谱由具有$E_8$李代数对称性的涌现量子可积场论唯一描述,但很少在实验上探索.在这里,我们使用高分辨率太赫兹光谱解决量子自旋动力学的准一维伊辛反铁磁体BaCo $_2$ V $_2$ O $_8$在施加的横向场。通过与动力学自旋关联的解析计算相比较,我们确定了$E_8$粒子以及它们的两粒子激发。
Emergent superconformal symmetry in the phase diagram of a 1D $\mathbb{Z}_{2}$ lattice gauge theory
Karlstad University(卡尔斯特大学);Andronikashvili Institute of Physics(安德罗尼卡什维利物理研究所);Ilia State University(伊利亚州立大学);Heinrich-Heine-Universität(海因里希·海涅大学);Nordita, KTH Royal Institute of Technology and Stockholm University(诺迪塔,皇家理工学院与斯德哥尔摩大学)
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。
Magnetic order and spin dynamics in La2O2Fe2OSe2 probed by 57Fe-Moessbauer, 139La-NMR, and muon spin relaxation spectroscopy
我们提出了一个详细的本地探针研究的磁顺序在氧硫属化物La 2 O2 Fe 2 OSe 2利用57 Fe穆斯堡尔谱,139 La NMR和μ子自旋弛豫谱。该系统可作为铁砷化物和硫属化物超导体的绝缘参考系。从本地探针技术的组合,我们确定了一个非共线的磁性结构类似于Sr 2F 2Fe 2 OS 2。磁序参量的分析产生的有序温度TN = 90.1 K和β = 0.133的临界指数,这是接近的二维伊辛普适类中报道的相关氧硫族化物家庭。
Magnetic Properties of the Ising-like Rare Earth Pyrosilicate: D-Er$_{2}$Si$_{2}$O$_{7}$
类伊辛自旋1/2磁性材料因其与理论的快速联系而引起人们的兴趣,特别是在量子临界行为的背景下。在这项工作中,我们报告的详细研究的磁性的稀土焦硅酸盐家族的成员,D-Er $_{2}$ Si $_{2}$ O $_{7}$,这是已知的显示高度各向异性的伊辛类g-张量和有效的自旋1/2磁矩。我们使用粉末中子衍射,粉末非弹性中子能谱(INS),和单晶交流磁化率来表征它的磁性。中子衍射使我们能够确定的磁性结构低于已知的转变温度($T_{N}$ = 1.9 K)在零场,确认的磁性状态是一个四亚晶格反铁磁结构与两个非共线伊辛轴,如先前假设的。我们的粉末INS数据显示在零磁场下有间隙激发,与各向异性(可能是伊辛)交换一致。1 T的外加场产生模式软化,这与场诱导的二阶相变一致。为了评估D-Er $_{2}$ Si $_{2}$ O $_{7}$与横向场伊辛模型的相关性,我们在具有横向于伊辛轴的方向上取向的磁场的单晶上进行了AC磁化率测量。这揭示了在2.65 T在0.1 K,场显着高于粉末INS观察到的模式软化场的转变,表明场诱导的相变是高度场方向依赖性的预期。这些测量结果表明,D-Er $_{2}$ Si $_{2}$ O $_{7}$可能是一个候选的进一步探索有关的横向场伊辛模型。
Single-ion properties of the transverse-field Ising model material CoNb$_2$O$_6$
CoNb $_2$ O $_6$是已知在其量子临界点附近近似一维横向场伊辛模型(1D-T_(?))的少数材料之一。据推测,Co $^{2+}$作为一个伪自旋1/2与各向异性交换相互作用,主要是伊辛样,使实现的TdR。然而,CoNb $_2$ O $_6$的行为是已知的偏离下的理想TdR的横向磁场是远离量子临界点,需要考虑额外的各向异性,键依赖(Kitaev类)在微观赝自旋1/2哈密顿量的条款。这些术语预计将部分由单离子物理学控制,即赝自旋1/2角动量偶的波函数。在这里,我们提出的非弹性中子散射测量和电子顺磁共振谱CoNb $_2$ O $_6$的结果,阐明了单离子物理的Co $^{2+}$在CoNb $_2$ O $_6$的第一次。我们发现该系统可以用一个中间自旋轨道耦合的哈密顿量来描述,基态是一个孤立的Kramers偶态,具有各向异性的$g$张量.我们提供了这种双重的近似波函数,我们希望这将是有用的各向异性交换相互作用的理论研究。
Possibility of hole confinement in the weak coupling regime of one dimensional ising antiferromagnet and the emergence of spin-charge separation in the bulk limit
From confined spinons to emergent fermions: Observation of elementary magnetic excitations in a transverse-field Ising chain
本文报道了类Ising反铁磁链状化合物SrCo $_2$ V $_2$ O $_8$中基元磁激发随温度和外加横向磁场(25 T)变化的光谱研究.在Néel温度为5 K以下的反铁磁相中,确定了约束自旋子的光学和声学分支,零场元激发,并由一维薛定谔方程描述。在7 T下,外加横向场可以抑制量子限制,并诱导出量子无序相。在这个无序顺磁相,我们观察到三个新兴的费米激发不同的横向场的依赖关系。通过对一维横场Heisenberg-Ising(XXZ)模型的自旋动力学结构因子的研究,利用无限时间演化的分块抽取方法,阐明了这些模式的本质。我们的工作揭示了量子涌现现象,并为证明一维量子自旋模型的理论预言提供了一个具体的系统。