Broken translational symmetry in an emergent paramagnetic phase of graphene
我们发现,自旋密度波状态的部分填充的蜂窝状和三角形晶格被抢占的顺磁相,打破了紧急的Z_4对称性的系统,与四重晶胞中的自旋的四个不等价的安排。与巡游和局域自旋系统中出现的其他顺磁相不同,这种状态保留了晶格的旋转对称性,但打破了其平移对称性,产生了可以通过扫描隧道显微镜检测到的超晶格结构。这个浮现阶段在磁谱中也有独特的特征,可以通过实验进行探测。
2012-08-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Operator ordering as an emergent gauge field in twisted bilayer graphene: singular spectral signatures at the magic angle
Universidade Federal do Ceará (UFC)(塞阿拉联邦大学)
通过厄米排序修正,在魔角扭曲双层石墨烯的AB/BA堆叠点产生约171 meV的范霍夫峰分裂,该分裂源于有效质量零点处的Aharonov-Bohm通量,且与栅压无关,可作为魔角判据。
2026-06-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Seeing the light : experimental signatures of emergent electromagnetism in a quantum spin ice
在稀土烧绿石磁体Ho2Ti2O7和Dy2Ti2O7中发现的“自旋冰”状态提供了经典静磁学的美丽实现,并完成了磁共振激发。有人提出,在“量子自旋冰”材料中,不同冰构型之间的量子力学隧穿可以将自旋冰的静磁特性转换为量子自旋液体,从而实现量子电磁学的完全动力学、晶格模拟。在这里,我们将探讨这样一种状态如何在实验中表现出来,在这样一个量子自旋冰的最小微观模型中。我们开发了一个格子场论,这个模型,并使用它来明确预测的动态结构因子,将在中子散射实验中观察到的量子自旋冰。我们发现,“夹点”,看到准弹性散射,这是一个经典的自旋冰的信号特征,消失的量子冰冷却到零温度基态。我们还明确预测幽灵般的,线性分散的磁激发,这是“光子”的出现电磁。这个场论的预测被证明是在定量协议与量子蒙特卡罗模拟在零温度。
2012-08-10 cond-mat.str-el
Dynamics of a two-dimensional quantum spin liquid: signatures of emergent Majorana fermions and fluxes
物质的拓扑状态呈现出各种各样引人注目的新现象。其中最突出的是将电子分成不寻常的粒子:马约拉纳费米子[1],劳克林准粒子[2]或磁单极子[3]。然而,它们的检测从根本上是复杂的,因为缺乏任何局部秩序,例如,铁磁体中的磁化。虽然现在有几个候选拓扑自旋液体的例子[4],但它们的识别仍然具有挑战性[5]。本文对二维量子自旋液体在无带隙和带隙两种状态下的动力学结构因子进行了完整而精确的理论研究。我们发现,有直接的签名-定性和定量-的马约拉纳费米子和规范通量出现在Kitaev的蜂窝模型。这些包括违反直觉的表现量子数分馏,如中子散射响应与间隙,即使在存在的无间隙激发,和一个尖锐的组件,尽管电子自旋的分馏。我们的分析确定了古老的X射线边缘问题的新品种,并探讨了量子猝灭物理学的联系。
2013-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Experimental signatures of quantum and topological states in frustrated magnetism
本文综述了受抑磁性材料中量子与拓扑态(如自旋冰、量子自旋液体和斯格明子)的实验特征,总结了候选材料搜寻进展,并提供了检测这些态的实验技术指南,旨在指导新型受抑磁性材料的设计与研究。
2023-11-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el quant-ph
Intertwined Weyl phases emergent from higher-order topology and unconventional Weyl fermions via crystalline symmetry
我们发现三维交织的Weyl相,通过发展一个理论来创建拓扑相。该理论是基于交织现有的拓扑间隙和无间隙的阶段保护相同的晶体对称性。相互缠绕的外尔相具有非常规外尔半金属(外尔电荷>1)和高阶拓扑相的特征,更重要的是,它们具有奇异的相互缠绕。虽然这两个相是独立稳定的相同的对称性,它们的纠缠的结果,在特定的分布,他们在散装。该构造机制允许我们将不同种类的非常规Weyl半金属相和高阶拓扑相结合以产生不同的相。值得注意的是,在2D表面上,纠缠导致费米弧拓扑结构以周期性的模式改变表面方向。该特征提供了特征性的和可行的签名以探测交织的Weyl相。此外,我们提供了寻找候选材料的指导方针,并详细阐述了在冷原子实验中模拟交织的双外尔相。
2022-02-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent orbital magnetization in Kitaev quantum magnets
针对Kitaev量子自旋液体难以明确识别的挑战,提出利用Mott绝缘体中的剩余电荷响应,通过微观分析多轨道Hubbard-Kanamori哈密顿量预测了可由外磁场翻转的演生轨道磁化,为实验探测提供了新特征。
2023-01-02 cond-mat.str-el
Spectroscopic signatures and origin of a hidden order in Ba$_2$MgReO$_6$
本文利用弹性X射线散射和第一性原理计算,揭示双钙钛矿Ba$_2$MgReO$_6$在33 K处由电子驱动、晶格决定基态的隐藏序,阐明了电子与晶格自由度的协同作用。
2023-12-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Fractionalization Signatures in the Dynamics of Quantum Spin Liquids
本文利用iPEPS、解析计算和精确对角化研究Kitaev蜂窝模型在外磁场下的动力学关联,揭示中等场下中间无能隙相是由强通量涨落诱导的Majorana金属。
2025-03-12 cond-mat.str-el
Topological Hall signatures of magnetic hopfions
磁霍普夫子是一种拓扑保护的三维磁孤子,它由一个在截面轮廓上具有拓扑非平凡自旋织构且接近环面的管子构成。在这里,我们表明,hopfion的局部未补偿的紧急领域导致拓扑霍尔签名,虽然拓扑霍尔效应在全球范围内消失。拓扑霍尔特征可通过磁场或电流切换,并且独立于异常和常规霍尔效应发生。因此,它可以被用来在实验中电学检测hopfions,甚至可以将它们与其他纹理(如skyrmion tubes)区分开来。此外,它可以潜在地用于自旋电子器件。举例来说,我们提出了一个基于hopfion的赛道数据存储设备和模拟的信息载体的hopfion的电检测。
2020-03-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Uncovering footprints of dipolar-octupolar quantum spin ice from neutron scattering signatures
最近对Ce $_2$ Zr $_2$ O $_7$的实验表明,这种材料可能含有一种新形式的量子自旋冰,一种具有出射光子的三维量子自旋液体。烧绿石晶格上的Ce $^{3+}$局域矩用赝自旋1/2自由度描述,其分量在对称操作下变换为偶极和八极矩.原则上,存在四种可能的量子自旋冰制度,这取决于伊辛分量是否在偶极/八极通道中,以及两种可能的出射规范场的通量配置。在这项工作中,使用精确对角化和分子动力学,我们研究了在所有四个量子自旋冰制度使用量子和经典计算的等时和动力学自旋结构因子。对比四种可能的量子自旋冰制度的量子和经典结果的不同签名和阐明量子涨落的作用,我们表明,计算的$π$通量八极量子自旋冰制度的量子结构因子是最兼容的Ce $_2$ Zr $_2$ O $_7$上的中子散射结果。
2023-01-24 cond-mat.str-el
Edge quantum criticality and emergent supersymmetry in topological phases
时空超对称性(SUSY)被认为是描述宇宙的基本对称性,但在自然界中尚未发现。尽管如此,人们预测超对称性可能出现在量子材料的低能物理中,如拓扑超导体和外尔半金属。在这里,通过对相互作用的2D拓扑超导体进行最先进的无符号问题的马约拉纳量子蒙特卡罗(QMC)模拟,我们展示了令人信服的证据,证明N=1超对称性出现在其边缘量子临界点(EQCP),而其体积仍然存在间隙且拓扑非平凡。值得注意的是,在EQCP附近,我们发现边缘马约拉纳费米子获得了与其玻色子超伙伴相同的质量。据我们所知,这是第一次观察到费米子和玻色子具有相等的动力学产生的质量,这是突现超对称性的标志。我们进一步讨论了实验签名等EQCP和相关的边缘超对称性。
2017-09-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Signatures of gapless fermionic spinons on a strip of the kagome Heisenberg antiferromagnet
在简单而现实的自旋模型中寻找奇异的量子自旋液体态仍然是受抑量子磁学领域的一个核心挑战。在这里,我们考虑的规范最近邻kagome海森堡反铁磁体限制到一个准一维带完全由角共享三角形。使用大规模密度矩阵重整化群计算,我们确定在这个模型中的一个扩展的无带隙量子相位的特征在于中心荷$c=2$和幂律衰减自旋和键能相关振荡在可调的非公度波矢量。我们认为,这个有趣的自旋液相可以理解为一个边缘不稳定的两带自旋费米表面耦合到一个紧急U(1)规范场,一个解释,我们证实通过玻色化分析和Monte Carlo计算模型Gutzwiller变分波函数。我们的结果代表了一个简单的SU(2)不变最近邻海森堡模型中超越严格的一维(Bethe链)限制的涌现费米自旋的第一个数值演示之一。
2018-08-27 cond-mat.str-el
Hearing the light: stray-field noise from the emergent photon in quantum spin ice
Boston University(波士顿大学);Harvard University(哈佛大学);Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme(马克斯·普朗克复杂系统物理研究所)
提出杂散场磁力测量作为直接探测量子自旋冰中涌现光子的方法,通过分析腔和薄膜几何中的噪声谱和空间结构,揭示其电动力学特征,且噪声功率在现有固态缺陷磁力测量范围内。
2026-06-23 cond-mat.str-el
Spacetime-emergent ring toward tabletop quantum gravity experiments
我们提出了一种在桌面实验中发现时空突现材料的方法,即在AdS/CFT对应下与高维量子引力系统全息对偶的材料。全息时空的出现是由材料响应函数的数学成像变换所证实的。我们认为理论上的1维环形材料,并计算响应的标量源本地放在一个点上的环。当物质理论具有引力对偶时,低温阶段的成像表现出与普通物质的明显不同:时空出射物质可以观察全息出射的高维弯曲时空,并提供一个像,好像波在那里传播。因此,图像是时空出现的实验签名。我们还估计温度,环的大小和源频率可用于实验中,与一个例子的量子临界材料,TlCuCl $_3$。
2022-12-13 cond-mat.str-el hep-th
Multiple signatures of topological transitions for interacting fermions in chain lattices
我们研究了具有邻近诱导超导能隙和粒子间短程相互作用的链状晶格中的单组分费米子。通过系统地跟踪各种物理量,我们发现系统中的拓扑态和拓扑相变可以通过热力学量和对凝聚体性质的多个特征来识别,与基态能量和纠缠谱中的已知特征吻合得很好.我们发现在一个很大的吸引力的制度,其中系统经历了一个一阶过渡之间的两个拓扑平凡的状态的拓扑相的消失。此外,对有限的大小,无序和不均匀性的签名的稳定性进行了分析。我们的研究结果提供了额外的自由度的拓扑状态与相互作用的表征和实验检测紧急马约拉纳费米子。
2015-09-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological phonons in anomalous Hall crystals
University of Toronto(多伦多大学);Harvard University(哈佛大学);University of Manchester(曼彻斯特大学)
研究通过时间依赖Hartree-Fock方法揭示了异常霍尔晶体中拓扑声子的拓扑特性及能带翻转现象。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el
Interface and Strain Control of Emergent Weyl Semimetallic Phase in SrNbO$_{3}$/LaFeO$_{3}$ Heterostructures
Institute of Physics, Bhubaneswar(布巴内斯瓦尔物理研究所);Homi Bhabha National Institute(霍米·巴巴国立研究所);Center for Atomistic Modelling and Materials Design, Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院原子建模与材料设计中心);Condensed Matter Theory and Computational Lab, Department of Physics, Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院物理系凝聚态理论与计算实验室);Laboratoire Albert Fert, CNRS, Thales, Université Paris-Saclay(阿尔伯特·费特实验室,法国国家科学研究中心,泰雷兹,巴黎萨克雷大学);School of Basic Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar(布巴内斯瓦尔印度理工学院基础科学学院);School of Physical Sciences, National Institute of Science Education and Research(国立科学教育与研究学院物理科学学院);Peter Grünberg Institute, Forschungszentrum Jülich(于利希研究中心彼得·格林伯格研究所);Department of Physics, Indian Institute of Science Bangalore(班加罗尔印度理工学院物理系)
研究通过应变控制和界面设计,在SrNbO$_3$/LaFeO$_3$异质结中实现Weyl半金属相,揭示了界面畸变和应变在稳定Weyl相中的关键作用。
2026-04-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Signatures of electronic correlations in iron silicide
金属间化合物FeSi在其电子和磁性自由度中表现出不寻常的温度依赖性,这体现在从低温非磁性半导体到具有居里-外斯(Curie-Weiss)样磁化率的高温顺磁性金属的交叉。关于这种非常规行为的许多建议已经提出,但共识仍然难以捉摸。使用现实的多体计算,我们在这里再现的签名的金属-绝缘体交叉在各种可观的:光谱函数,光学电导率,自旋磁化率,和塞贝克系数。通过与实验的定量一致性验证,我们然后解决潜在的微观图片。我们提出了一个新的方案,其中FeSi是一个带绝缘体在低温下,并通过相关诱导的非相干性随着温度的升高而金属化。我们解释说,紧急的不相干性是与解锁铁波动的时刻,这几乎是温度无关的短时间尺度。最后,我们提出了明确的建议,以提高热电性能的FeSi基系统。
2012-02-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Emergent space-time supersymmetry in 3D Weyl and 2D Dirac semimetals
超对称(SUSY)交换玻色子和费米子,但在自然界中还没有直接的证据。在这封信中,我们观察到的涨落对密度波(PDW)由两个复杂的序参量,它可以在三维晶格模型中的可伸缩的双Weyl费米子的超伙伴。我们构建了明确的费米晶格模型,具有三维外尔费米子,并表明PDW是通过连续的相变的短程相互作用超过临界值的领先不稳定性。利用重整化群,我们从理论上证明了在三维Weyl半金属中连续PDW跃迁处出现N=2时空超对称性,我们认为这是(3+1)维超对称性在微观晶格模型中的首次实现.我们进一步讨论了可能的路线,以实现这种晶格模型和实验签名的紧急超对称在PDW临界。
2015-06-11 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Optical conductivity of topological surface states with emergent supersymmetry
电子的拓扑态为探索相关量子物质的丰富现象提供了新的途径。特别是拓扑绝缘体(TI)提供了一个实验设置,以研究新的量子临界点(QCP)的无质量狄拉克费米子,存在于样品的表面。在这里,我们得到精确的结果,零和有限温度下的光学电导率在半金属超导QCP这些拓扑表面状态。这种强相互作用的QCP由具有突现超对称性的标度不变理论描述,突现超对称性是玻色子和费米子混合的唯一对称性。我们表明,超对称性意味着光学电导率和两个其他无关的属性:剪切粘度和纠缠熵之间的确切关系。我们讨论了这些签名在TI的观察实验考虑。
2016-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-th
Scaling Breakdown as a Signature of Spinon-Gauge Interaction in the Quantum Spin Liquid YbZn$_2$GaO$_5$
Washington University in St. Louis(华盛顿大学圣路易斯分校);National High Magnetic Field Laboratory, Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室国家高磁场实验室);Duke University(杜克大学)
研究通过高场磁化测量分析YbZn₂GaO₅的标度行为,发现低温下标度破裂与自旋子-规范相互作用相关,揭示磁化标度与量子临界涨落的关系。
2026-04-03 cond-mat.str-el
Emergent photons and fractionalized excitations in a quantum spin liquid
本文通过极化中子散射实验证实Ce2Zr2O7是首个具有偶极-八极π通量量子自旋冰材料,观测到近零能量光子激发和自旋子特征,确定了其微观哈密顿量。
2024-04-05 cond-mat.str-el
Signatures of a Deconfined Phase Transition on the Shastry-Sutherland Lattice: Applications to Quantum Critical SrCu$_2$(BO$_3$)$_2$
我们研究了一个二维Shastry-Sutherland量子磁体的现实模型中可能的退禁闭量子相变,使用数值和场论技术。利用无限密度矩阵重整化群(iDMRG)方法,我们验证了在二聚体和Néel有序相之间存在一个具有两倍简并度的中间元格价键固体(pVBS)有序.我们认为Néel和pVBS阶之间的量子相变可以用具有涌现O(4)对称性的去限制量子临界点(DQCP)来描述。通过对iDMRG得到的关联长度谱的分析,我们为晶格模型中的DQCP和突现O(4)对称性提供了证据。在最近的Shastry-Sutherland晶格材料$\mathrm{SrCu_2 (BO_3)_2}$的压力调谐实验中已经报道了这样的相变。的非对称晶格结构的Shastry-Sutherland化合物导致消光点的散射,在那里我们预测尖锐的签名DQCP在声子和磁振子光谱与自旋连续。还讨论了三维材料中存在的弱层间耦合效应。我们的结果将有助于指导量子磁体中DQCP的实验研究。
2019-09-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Topological phase transition and nontrivial thermal Hall signatures in honeycomb lattice magnets
我们从长程磁序和自旋分裂之间的相互作用,以及塞曼耦合下的外部磁场,在蜂窝晶格磁体的自旋能带拓扑结构和工程。Néel序和磁场的协同作用可以重构自旋带,并驱动从长程有序和具有半子拓扑序的手征自旋液体共存相到常规磁序的拓扑相变.我们的预测可以立即通过热霍尔传输测量蜂窝晶格磁体之间被调谐到接近量子临界点进行测试。我们的理论也应该阐明蜂窝Kitaev材料与紧急马约拉纳费米子带的临界行为。我们提出了一个可能的相关性自旋1/2蜂窝状自旋液体候选材料在$_3$铜$_2$钒$_9$。
2020-04-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Hybrid Dyons, inverted Lorentz force and magnetic Nernst effect in quantum spin ice
本研究发现量子自旋冰中演生磁荷携带原生电荷,揭示了反向洛伦兹力与磁能斯特效应等现象,并提出光导率激活贡献的实验特征,深化了对拓扑磁体两类规范场耦合的理解。
2023-02-13 cond-mat.str-el
Emergent Fracton Hydrodynamics of Ultracold Atoms in Partially Filled Landau Levels
本研究针对部分填充最低 Landau 能级的超冷原子,揭示投影有效 Hamiltonian 诱导的电荷与偶极矩涌现守恒,从而产生亚扩散 fracton 流体动力学,并提出实验观测方案。
2025-06-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Observation of Emergent Spacetime Supersymmetry at Superconducting Quantum Criticality
到目前为止,在自然界中还没有发现时空超对称性(SUSY)将费米子转化为玻色子,反之亦然的确切证据。此外,2+1和更高维度的时空超对称性是否能在一般的微观模型中发生或出现仍然是一个未知数。在这里,我们介绍了一个具有吸引力的哈伯德相互作用的\textit{single}狄拉克费米子的格点实现,同时保持时间反演和手征对称性。通过数值精确的无符号行列式量子蒙特卡罗模拟,我们证明了2+1维中相互作用的单Dirac费米子具有超导量子临界点(QCP).更值得注意的是,我们证明了2+1D中的${\mathcal N}$ =2时空超对称性出现在超导QCP中,证明了费米子和玻色子具有\textit{identical}反常尺寸1/3,这是超对称性出现的标志。据我们所知,这是在量子微观模型中首次观察到2+ 1维超对称时空。我们进一步展示了一些实验签名,可以测量到测试候选系统,如3D拓扑绝缘体的表面,这种紧急超对称性。
2017-12-10 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con hep-lat
Scaling in the Emergent Behavior of Heavy Electron Materials
我们表明,大量的重电子材料所表现出的NMR奈特位移异常可以理解的探针核的不同的超精细耦合本地化的自旋和传导电子。异常的开始是在温度T*,低于该温度的磁化率的巡回组成部分的发展。这第二个组成部分的特点是极化的传导电子的本地时刻,是一个签名的新兴重电子状态。重电子分量在T* 以下随log T增长,并且对于所有测量的Ce、Yb和U基材料普遍成比例。我们的研究结果表明,T* 是不相关的单离子近藤温度,T_K,而是代表一个相关的近藤温度,提供了一个衡量的强度之间的局部时刻点间耦合。我们的分析有力地支持了Nakatsuji,Pines和Fisk发展的重电子材料的双流体描述。
2004-05-17 cond-mat.str-el
Dynamical Signature of Symmetry Fractionalization in Frustrated Magnets
量子自旋液体(QSL)的非平凡性主要表现在非定域观测量上,这一事实实际上给实验探测带来了困难。在这里,我们提供了一个解决方案,无偏地证明在QSL的任何子激发和对称性分馏的动力学签名。利用大尺度量子蒙特卡罗模拟和随机解析延拓方法,研究了kagome格点上的扩展XXZ模型,发现在从Z2量子线到不同对称性破缺相的相变中,自旋谱函数可以揭示出任意子自旋激发和vison激发的存在和凝聚,特别是后者的平移对称性分解,它可以作为光谱技术,如非弹性中子或共振(非弹性)X射线散射的独特动力学签名的似乎短暂的QSL。
2018-07-22 cond-mat.str-el
Emergent symmetries in prethermal phases of periodically driven quantum systems
本文综述了周期性驱动封闭量子系统预热阶段中涌现的近似动力学对称性的起源、本质及其对动力学局域化、Floquet疤痕、希尔伯特空间碎裂和时间晶体相等现象形成的作用。
2024-12-09 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Emergent Pair Density Wave Order Across a Lifshitz Transition
University of Tennessee(田纳西大学);Oak Ridge National Laboratory(橡树岭国家实验室);Northeastern University(东北大学)
研究Kondo-Heisenberg链中对密度波序的特征信号,揭示低能物理可通过广义t-J模型理解,为实验探索提供指导。
2026-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Emergent spacetime supersymmetry at 2D fractionalized quantum criticality
Institute for Advanced Study, Tsinghua University(清华大学高等研究院);Center for Computational Quantum Physics, Flatiron Institute(平顿研究所计算量子物理中心);Department of Physics and Engineering Physics, Tulane University(杜兰大学物理与工程物理系)
通过Kitaev蜂窝模型与SSH自旋-声子耦合,在分数化量子临界点发现涌现的N=2时空超对称性,并讨论了热输运和粘滞性的实验特征。
2026-06-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el hep-th
Probing emergent QED in quantum spin ice via Raman scattering of phonons: shallow inelastic scattering and pair production
我们提出了一个新的机制,声子的拉曼散射,这是基于线性磁弹性耦合存在于非克拉默磁性离子。这提供了拉曼活性声子与磁体准粒子的直接耦合。我们打算利用这一机制来探测被称为量子自旋冰的U(1)量子自旋液体的出射量子电动力学(eQED)的出射磁单极子、电荷和光子。在候选稀土烧绿石材料中检测这种eQED,或者更普遍地检测拓扑磁相的特征,是一项具有挑战性的任务。我们表明,拉曼散射截面的声子直接产生相关的信息,与加宽的声子线宽,我们计算,表现出一个特征频率依赖性反映出两个粒子的激发态密度。值得注意的是,我们发现,拉曼线宽是敏感的对称性分馏的细节,因此可以揭示信息的投影实现的量子自旋液体中的对称性,从而提供了一个诊断的$π$通量阶段。因此,声子的拉曼散射提供了一个有用的实验工具,以探测在量子自旋液体,原来密切的量子电动力学和量子色动力学的深度非弹性散射的镜像对生产的分馏。事实上,与后者的区别更多的是概念上的而不是技术上的:由于渐近自由,部分子(夸克)从高能强子中产生,而eQED中的部分子则来自低能自旋的分馏。
2022-02-07 cond-mat.str-el
Symmetry fractionalization in the gauge mean-field theory of quantum spin ice
对称性分数化是拓扑有序态的一个普遍存在的特征,它可以用来对不同的富对称性拓扑相进行分类,并揭示它们的一些独特的实验特征。尽管其广泛的普及,目前还没有可用的框架来研究对称分形的量子自旋冰(QSI)-$U(1)$量子自旋液体(QSL)的烧绿石晶格支持出射光子-在最广泛使用的理论框架来描述它,规范平均场论(GMFT)。在这项工作中,我们提供了一个扩展的GMFT,允许分类的时空对称性细分。该构造将所有产生在给定对称性和特定低能规范结构下不变的物理波函数的GMFT Ansätze分类。作为框架的应用,我们首先表明,只有两个Ansätze与紧急$U(1)$规范场,尊重所有空间群对称性是众所周知的0-和$π$ -通量状态。然后,我们展示了如何的框架可以描述QSL超越目前已知的分类手性$U(1)$ QSI。我们发现了两个新的状态描述的$π/2$ -和$3π/2$ -通量的新兴规范场通过六角斑的烧绿石晶格。最后,我们讨论了如何不同的方式平移对称性的所有这些状态的分形导致独特的实验相关的签名和计算各自的非弹性中子散射截面来说明的论点。
2023-02-06 cond-mat.str-el
Universal Signatures of Fractionalized Quantum Critical Points
某些材料的基态可以支持奇异激发,其电荷是基本电子电荷的一小部分。这些粒子的凝聚已经被预测驱动新的量子相变,这还没有在现实系统中观察到。通过数值和理论分析的相互作用的格子玻色子的物理模型,我们建立了这样一个奇异的临界点,称为XY* 的存在。我们测量了一个高度非经典的临界指数eta = 1.49(2),并构造了一个缠绕数分布的普适标度函数,它直接表明了突现Z_2规范场的不同拓扑扇区.用于建立这种奇异跃迁的普适量可以用于检测未来模型和材料系统中的其他分数量子临界点。
2011-08-09 cond-mat.str-el quant-ph
Signatures of spinon dynamics and phase structure of dipolar-octupolar quantum spin ices in two-dimensional coherent spectroscopy
本文通过二维相干光谱研究偶极-八极量子自旋冰,揭示分数化自旋子动力学的清晰特征,并利用低温尖锐信号区分零通量与π-通量相。
2025-01-20 cond-mat.str-el
Raman Scattering Signatures of Kitaev Spin Liquids in A$_2$ IrO$_3$ Iridates
本文从理论上研究了Kitaev-Heisenberg模型中无隙量子自旋液体相的拉曼散射响应$I(ω)$。占主导地位的偏振无关的贡献$I_K (ω)$反映了在基态通量部门的紧急马约拉纳费米子的态密度。可积性破缺的海森堡交换产生了第二个贡献,其主要部分$I_H (ω)$具有量子猝灭的形式,对应于四个$Z_2$规范通量的突然插入。这导致在弱偏振相关的响应与尖锐的峰值伴随着广泛的功能,这可以与马约拉纳费米子在扰动的规范场的存在下的通量激发的能量。我们讨论的实验情况,并探讨更普遍的Kitaev自旋液体响应函数的可积性破缺的影响。
2014-06-16 cond-mat.str-el
Thermodynamic and Dynamical Signatures of a Quantum Spin-Hall Insulator to Superconductor Transition
狄拉克费米子模型的热力学和动力学性质,具有将相互作用产生的量子自旋霍尔绝缘体与s波超导体分离的去限制量子临界点(DQCP)[Nature Comm.~ { \bf 10},2658(2019)]通过量子蒙特卡罗模拟进行研究。在由单粒子能隙束缚的非受限量子临界区域内,出现了自旋子和无自旋的电荷2 e skyrmions。由于该模型保存总自旋和电荷,并有一个单一的长度尺度,这些激发导致一个特征的线性温度依赖性的均匀自旋和电荷的磁化率。在DQCP,序参量动力学结构因子显示出显著的相似性,支持涌现洛伦兹对称性。在临界温度以上,超导性被自旋1/2涡旋的增殖破坏。
2022-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Gapless fracton quantum spin liquid and emergent photons in a 2D spin-1 model
The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics (ICTP)(阿卜杜斯·萨拉姆国际理论物理中心);Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie(柏林亥姆霍兹材料与能源中心);Freie Universität Berlin(柏林自由大学);Indian Institute of Technology Madras(马德拉斯印度理工学院);SISSA(意大利高等研究学院)
通过误差控制的格林函数蒙特卡洛方法,在二维自旋-1模型中发现了无间隙分数量子自旋液体的精确特征,包括抑制的pinch点模式和涌现光子激发,且该相存在于基态和强分形希尔伯特空间的低能区。
2026-05-29 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
Fractional matter coupled to the emergent gauge field in a quantum spin ice
本研究通过背散射中子谱学在候选量子自旋冰材料Ce₂Sn₂O₇中观测到与理论预测匹配的分数化激发谱,为三维量子自旋液体中的分数化提供了光谱证据。
2024-10-15 cond-mat.str-el
Thermodynamic Spectroscopy of Emergent Excitations in Quantum Spin Ice
University of Toronto(多伦多大学)
本研究针对量子自旋冰的环交换尺度,提出利用热膨胀系数差或磁化温度导数的热力学探测方案,可区分其零通量与π通量态,解决了涌现激发探测的难题。
2026-08-13 cond-mat.str-el
Neutron scattering signatures of the 3D hyper-honeycomb Kitaev quantum spin-liquid
受最近合成的超蜂窝材料$β$的启发,我们研究了相应的3D Kitaev量子自旋液体(QSL)的动力学结构因子(DSF),其分数自由度是Majorana费米子和涌现通量环。这个3D模型的特性与2D模型的特性有很大的不同--它具有有限温度的相变,以及拉曼响应的独特特征。然而,我们表明,DSF的定性行为是广泛的维度独立的。的3D DSF的特性包括响应间隙,即使在无间隙的QSL阶段和能量依赖性来自马约拉纳费米子态密度。由于大多数的响应是从包含一个单一的马约拉纳激发状态,我们的研究结果表明,非弹性中子散射光谱的选择照亮Kitaev QSL的马约拉纳费米子的物理。
2015-08-21 cond-mat.str-el
Experimentally tunable QED in dipolar-octupolar quantum spin ice
本研究提出利用外磁场调控偶极-八极量子自旋冰的演生量子电动力学,可调控演生光速与精细结构常数,发现多种场诱导相变并给出实验探测方案,为可工程调控的演生QED现象研究开辟路径。
2024-07-15 cond-mat.str-el
Emergent quantum phenomena in two-dimensional 1T-TaS2
Tsung-Dao Lee Institute, Shanghai Center for Complex Physics, School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学生物医学工程学院、物理与天文学院)
二维1T-TaS2中强电子相关性驱动其进入莫特绝缘体并共存电荷密度波,外部刺激可引发超导,量子自旋液体态可通过实验方法揭示,未来研究关注其维度效应与外部扰动控制。
2026-03-03 cond-mat.str-el
Dynamical Signatures of Rank-2 $U(1)$ Spin Liquids
涌现的$U(1)$规范理论和受抑磁体中的人造光子是多体集体现象的杰出例子。这些系统的经典和量子机制为经典和量子自旋液体提供了平台,并且是当前活跃的理论和实验研究的主题。近年来,人们提出了在三维阻挫磁体中实现秩2 $U(1)$(R2-U1)规范理论。量子体系中的这种系统可能导致所谓的分形有序相--一种与量子稳定码和全息术相关联的新的拓扑有序。然而,这些状态在实际材料中的检测存在很少的区别特征。在这里,我们专注于经典极限,并提出了一个呼吸烧绿石晶格上的R2-U1自旋液体状态的动力学自旋结构因子。值得注意的是,我们发现独特的签名的R2-U1状态,我们将它们与从更传统的$U(1)$自旋液体获得的结果进行对比。这些结果为今后在候选材料上进行中子非弹性散射实验提供了一条新的研究途径。
2021-10-19 cond-mat.str-el
Spectral properties of strongly correlated multi impurity models in the Kondo insulator regime: Emergent coherence, metallic surface states and quantum phase transitions
我们研究了近藤绝缘区强关联多杂质阵列的实空间光谱性质。采用最近开发的映射到一个有效的相关集群问题,使问题的数值重整化群。研究了光谱随团簇大小和团簇位置的演化。我们应用扩展的Lieb-Mattis定理来预测谱函数是否必须在费米能量处消失,从而形成真正的伪能隙,或者谱函数是否在$\w=0$处保持有限。我们的数值重整化群谱证实了理论的预言,并显示了金属行为在表面的一个团簇盛行在任意的空间维度。我们提出了一个传统的最小的扩展的粒子-空穴对称的安德森晶格模型在$U=0$,导致一个带隙的体带,但表面带主要是$f$轨道字符的弱和中等的杂化强度。当在团簇中心引入近藤空穴时,随位置变化的光谱是空穴轨道能量的函数。特别讨论了Kosterlitz-Less型量子相变从单态到局域矩不动点的光谱特征。
2021-07-27 cond-mat.str-el
Dynamical Signature of Fractionalization at the Deconfined Quantum Critical Point
去限制的量子临界点控制着连续的量子相变,在这一点上出现了分数化(去限制)的自由度。在这里,我们研究了在量子磁体(易平面J-Q模型)中实现具有涌现O(4)对称性的去限制量子临界点的分数激发的动力学特征。通过大尺度量子蒙特卡罗模拟和随机时间关联函数的随机解析延拓,我们得到了$S^{x}$和$S^{z}$通道中的动态自旋结构因子.在这两个渠道中,我们观察到广泛的连续性,起源于解除限制的激发。我们进一步确定了几个不同的光谱特征的解除量子临界点,包括连续的下边缘和它的形状因子移动通过布里渊区。我们提供了场理论和晶格模型计算,解释了计算光谱的整体形状,强调了相互作用和规范波动对解释光谱重量分布的重要性。我们进一步与在不同量子磁体中的传统Landau O(2)跃迁作了比较,在不同的量子磁体中没有观察到分馏的特征。去限制量子临界点的独特光谱特征表明了在中子散射和核磁共振实验中探测它的可行性。
2018-11-22 cond-mat.str-el
Fermi-Point Topology Determines Emergent Conformal Criticality in Extended Quantum Spin Chains
Department of Physics, University of Guilan(吉兰大学物理系)
该研究在含竞争相互作用等的扩展量子自旋链中,建立费米点拓扑与涌现共形场论的微观关联,揭示 Lifshitz 转变可产生多类中心荷的共形临界相及非常规多临界行为。
2026-09-04 cond-mat.other cond-mat.str-el
Transport and spectroscopic signatures of a disorder-stabilized metal in two-dimensional frustrated Mott insulators
阻挫莫特绝缘体,如过渡金属二硫属化物提供了一个理想的平台,为实验实现外部调谐绝缘体-金属过渡。本文首次对二维阻挫莫特绝缘体中无序诱导的绝缘体-金属相变进行了非微扰数值研究。我们的方法是通用的,并捕捉到基本的物理莫特绝缘体金属过渡的几何阻挫晶格。为了具体起见,我们将我们的结果与铜(Cu)插层1 T-TaS 2的实验观察进行了比较。基于磁性,光谱,和运输签名,我们已经绘制出的热相图的铜插层1 T-TaS 2,并建立了在一个制度的适度无序强度这种材料主机的反铁磁金属。此外,该系统中的绝缘体-金属转变与磁关联的损失无关,从而产生两个量子临界点。新出现的非费米液态金属是由弹性准粒子控制的,即使在费米液体描述被打破后,这些准粒子仍然作为相关的低能激发存在。本文中讨论的传输和光谱特征预计将作为未来实验的重要基准,这类材料和相关的。
2022-06-13 cond-mat.dis-nn cond-mat.str-el
Universal entanglement signatures of quantum liquids as a guide to fermionic criticality
本研究通过重整化群方法揭示费米液体及非费米液体在动量空间中的普适对数面积律违反,提出基于纠缠的量子液体分类框架,并验证于二维Hubbard模型临界点。
2023-05-24 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Statistics as a local phase: crystalline order and quench dynamics of emergent dimers in Ising gauge theories
Max Planck Institute of Quantum Optics(马克斯·普朗克量子光学研究所);Ludwig Maximilian University of Munich(慕尼黑大学);Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)(慕尼黑量子科学与技术中心);Università di Bologna(博洛尼亚大学);College of Science, Kyung Hee University(庆熙大学理学院)
研究2+1维Z2格点规范理论中涌现二聚体的统计特性,借助张量网络方法绘制相图,识别新型有隙结晶相,提出淬火方案探测二聚体内部结构。
2026-10-14 cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el quant-ph