Stable Higgs mode in anisotropic quantum magnets
在凝聚态系统中，与序参量的振幅涨落相关的低能激发可以模拟标准模型中的基本粒子希格斯玻色子，被称为希格斯模。识别凝聚态希格斯模式是一项挑战，因为在许多情况下，它会迅速衰变为其他低能玻色子模式，这使得希格斯模式不可见。因此，希望找到一种稳定Higgs模的方法，这将有助于深入了解凝聚态物理中Higgs模的稳定机制。在量子磁体中，由自发对称性破缺引起的磁序支持横向（磁振子）和纵向（希格斯模）涨落。当连续对称性被破坏时，戈德斯通磁振子模式通常具有比希格斯模式更低的激发能，导致后者快速衰减。在这项工作中，我们表明，一个稳定的希格斯模式存在于各向异性量子磁体的量子临界点附近的二聚和磁有序相。我们发现，易磁化轴各向异性增加了磁振子能隙，使得在量子临界点附近磁振子模高于Higgs模，并且Higgs模衰变为磁振子模在运动学上是被禁止的.我们的研究结果表明，各向异性量子磁体提供了理想的平台，探讨凝聚态系统中的希格斯物理。
2020-07-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Emergent electromagnetism in solids
电磁场是凝聚态物理中最基本的场。电子之间的相互作用、电子-离子相互作用、离子-离子相互作用都是电磁场的起源，而其他3种基本力，引力、弱相互作用和强相互作用在凝聚态物理的能量/长度尺度中是无关紧要的。凝聚态物质的输运、光学、磁学和介电等物理性质也几乎都可以用电磁响应来描述。除了在低能区的电磁场之外，由于电子波函数在希尔伯特子空间的弯曲流形上的投影，经常会出现规范场的涌现现象。这些出射电磁场（EEMF）在凝聚态物理学的许多地方起着重要的作用，包括量子霍尔效应、强关联电子以及非相互作用电子系统。在这篇文章中，我们描述了它的基本思想和最近研究的一些应用。
2011-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Predicting Phonon-Induced Spin Decoherence from First Principles: Colossal Spin Renormalization in Condensed Matter
发展对自旋退相干的微观理解对于推进量子技术至关重要。由于原子振动（声子）引起的电子自旋退相干起着特殊的作用，因为它对基于自旋的量子器件的性能设置了固有限制。声子诱导自旋退相干的两个主要来源-Elliott-Yafet（EY）和Dyakonov-Perel（DP）机制-具有不同的物理起源和理论处理。在这里，我们显示计算，统一他们的建模，使半导体自旋弛豫和进动的准确预测。我们计算了自旋-自旋关联函数的声子修饰顶点，其处理类似于QED中计算反常电子磁矩。我们发现，顶点校正提供了一个巨大的重整化的电子自旋动力学在固体中，更大的许多数量级比相应的真空中的校正。我们的工作展示了一种定量分析材料中自旋退相干的一般方法，推进了对基于自旋的量子技术的探索。
2022-08-24 cond-mat.mtrl-sci
Exhaustive constructions of effective models in 1651 magnetic space groups
$k\cdot p$有效哈密顿量已被广泛应用于预测凝聚态系统中的各种现象。目前，构造$k\cdot p$哈密顿量的方法是逐例的，这极大地限制了它的应用，特别是在磁系统中。本文首先明确列出了1651个磁空间群（包括16230个空间群）中所有特殊$k$点的所有单值和双值不可约表示（不可约表示）和余不可约表示的所有表示矩阵。然后通过群论分析，得到了4857832个初等$k\cdot p$矩阵块，直接利用这些矩阵块可以得到任意周期系统的任意$k\cdot p$哈密顿量。我们相信我们的工作将促进凝聚态物理各个领域的研究，如半导体，拓扑物理，自旋电子学等，我们也期望我们的详尽的结果$k\cdot p$模型将起到至关重要的作用，在连接其他领域与凝聚态物理和促进实现各种理论模型，具有奇异的性质，但缺乏实际材料。
2021-05-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Topology and Chirality
拓扑学是数学中一个很好的概念，现在已经成为描述凝聚态物质的基本概念。其核心是凝聚态系统的体、表面和边缘上的手征电子态，其中电子的自旋和动量彼此平行或反平行地锁定。磁性和非磁性Weyl半金属，例如，表现出手征体状态，使实现从高能量和天体物理学涉及手征量子数的预测，如手征异常，混合轴向引力异常和轴子。将手征性作为量子数与不同科学领域的其他手征现象（包括物质和反物质的不对称性以及生命的同手征性）联系起来的潜力，使拓扑材料脱颖而出。
2022-05-12 cond-mat.mtrl-sci
Symmetr: a Python package for determining symmetry properties of crystals
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
Symmetr 是一个用于分析晶体对称性质的 Python 工具，特别适用于磁性材料的响应张量和磁相互作用分析。
2026-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Quantum body in uniform magnetic fields
在这篇文章中，它将提出的第一次尝试，以执行规范不变计算的本征态的量子体在其凝聚相，后者反应到外部均匀磁场。通过引入一个新的幺正平移算符，将本征态变换成一组具有不同总线性动量的本征态，从而实现了这一目标。这种新的量子表象解决了计算有限或无限周期系统的量子本征态对均匀磁场的磁响应的问题，使通常使用的表象与新的表象等价。
2020-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Ferrimagnetic Regulation of Weyl Fermions in a Noncentrosymmetric Magnetic Weyl Semimetal
本研究利用角分辨光电子能谱观测磁性外尔半金属候选材料NdAlSi的电子结构，证实其为磁性外尔半金属，且首次在凝聚态中实验观测到亚铁磁性对外尔费米子的调控作用。
2023-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.str-el
Multipurpose High Frequency Electron Spin Resonance Spectrometer for Condensed Matter Research
我们描述了一个准光学多频ESR谱仪工作在75-225 GHz的范围内，并在210 GHz的优化，一般用于凝聚态物理，化学和生物学。准光桥检测ESR处毫米波偏振的变化。可控参考臂在检测器处保持毫米波偏置。在222.4 GHz和300 K的非共振探头中，在稀释的Mn：MgO样品上测量获得的2 × 10^10自旋/G/（Hz）1/2的灵敏度与商业高灵敏度X波段光谱仪相当。该光谱仪具有基于法布里-珀罗谐振器的探头以测量水溶液，以及探头以测量单晶的磁场角度依赖性。该光谱仪坚固耐用，易于使用，可由本科生操作。通过凝聚态物理各个领域的例子来说明它的性能。
2009-10-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Realization of Massive Relativistic Spin-3/2 Rarita-Schwinger Quasiparticle in Condensed Matter Systems
自旋为3/2的基本粒子，又称Rarita-Schwinger（RS）费米子，用矢量旋量场μ_{α}描述，其分量数大于其独立自由度（DOF）。因此，RS方程包含非平凡的约束，以消除冗余的自由度。因此，在实现相对论自旋1/2准粒子时采用的标准程序不能在凝聚态系统中产生RS费米子。在这项工作中，我们提出了一个通用的方法来构建一个哈密顿量，其中隐含的RS约束，从而包括本征态和能量色散是完全相同的RS方程。通过实现我们的16 X16或6X6哈密顿量，可以分别实现3维或2维（2D）的质量RS准粒子。在非相对论极限下，二维6 × 6哈密顿量可以简化为两个3 × 3哈密顿量，分别描述正能量部分和负能量部分。由于非平凡的约束条件，这种简化的二维大质量RS准粒子具有奇异的性质：它的轨道磁矩为零，而轨道磁化强度是有限的。最后讨论了RS准粒子的具体实现。我们的研究为在凝聚态系统中实现具有约束的高自旋基本费米子提供了机会。
2017-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci hep-th
Quantum geometry and adiabaticity in molecules and in condensed matter
本文研究了绝热演化中一般可观测量的量子几何修正项，并利用量子几何为分子和凝聚态物质中的极化率、红外张量、旋转 g 因子及磁化率等可观测量给出了比 Kubo 公式更紧凑的推导与表达。
2025-05-07 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Spin-polarized muons in condensed matter physics
正μ介子是自旋为1/2的粒子。所有自旋都被极化的μ子束可以被制备并随后植入各种类型的凝聚态物质中。随后的旋进和弛豫可以用来研究样品中的各种静态和动态效应，从而推断出磁性，超导性和分子动力学的性质。虽然严格来说，μ子是轻子，其行为本质上类似于重电子，但我们可以很方便地将μ子看作轻质子，而且它经常与一个被捕获的电子一起出现在一个被称为μ 鎓的类氢原子中。本文概述了各种实验技术的原理，其中涉及注入μ子，并介绍了一些最近的应用。μ介子在凝聚态物理中的应用为半导体中的钝化、受抑自旋系统、涡旋晶格熔化和轻粒子的量子扩散等多种学科提供了新的视角。
2002-07-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Magnetoelectric topology: the rope weaving in parameter space
Key Laboratory of Quantum Materials and Devices of Ministry of Education, School of Physics, Southeast University（东南大学物理学院教育部量子材料与器件重点实验室）
本文探讨了多铁材料中磁电参数空间中的拓扑现象，揭示了磁电开关过程中拓扑行为的实现，为自旋电子学和量子计算提供了新的研究方向。
2025-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Negative longitudinal magnetoconductance at weak fields in Weyl semimetals
外尔半金属是提供手征反常的凝聚态实现的拓扑材料。正的纵向磁导在磁场中的二次曲线被认为是这种异常的一种诊断。通过解析求解玻尔兹曼方程，我们表明，在实验相关的半经典制度的弱磁场的磁导可以成为负的。这种效应是由于载流子的Berry相和轨道磁矩的同时存在，并且在足够强的谷间散射下发生。
2020-05-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Tutorial: Magnetic resonance with nitrogen-vacancy centers in diamond---microwave engineering, materials science, and magnetometry
这篇教程文章提供了一个简洁和教学概述负电荷的氮空位（NV）中心的钻石。NV中心的研究因其在量子传感中的应用而引起了极大的关注，不仅包括物理学和应用物理领域，而且还包括化学、生物学和生命科学领域。尽管如此，其关键技术方面可以从磁共振的角度来理解。我们专注于这一不断扩大的研究领域的三个方面，我们的观点是特别相关的：微波工程，材料科学和磁力学。通过对这些方面的阐述，为NV中心的研究提供了技术基础和最新技术。
2018-02-22 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Non-classicality of spin structures in condensed matter: An analysis of Sr$_{14}$Cu$_{24}$O$_{41}$
当两个量子系统通过介体耦合时，它们的动力学具有介体的非经典性质的痕迹。我们展示了如何有效地利用这一观察来研究没有良好结构的材料的量子性质。所考虑的具体实例是Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$。该化合物的低温磁性和热性质的测量解释了通过二聚自旋链的未成对自旋的长程耦合。我们首先表明，所需的耦合是不提供单独的自旋链，并给出替代紧凑的二维自旋结构与实验结果兼容。然后，我们认为，任何不成对的自旋之间的中介必须与他们分享量子不和谐的形式，在许多情况下，量子纠缠的量子相关。总之，目前的数据见证了Sr $_{14}$ Cu $_{24}$ O $_{41}$中未成对自旋之间的量子介质。
2019-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Witnessing Entanglement and Quantum Correlations in Condensed Matter: A Review
本文综述了凝聚态材料中纠缠与量子关联的检测与认证，重点介绍了纠缠见证和量子关联度量（如磁化率见证、并发度、量子失协和量子Fisher信息）的理论、实验应用及未来前景。
2024-05-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
