柔性模态：铁磁量子相变处的理论与实验

我们研究了 LiHoF$_4$ 中量子临界点附近的低能激发态，这是 Transverse Field Ising Model（横向场伊辛模型）的物理实现，聚焦于软模态及其在铁磁量子相变处趋于零能的长程涨落。利用可调谐环形谐挡共振器结构的微波光谱手段，识别并表征了软模态和更高能的电子核态。我们随频率和施加的横向场（以及沿 Ising 轴的纵向场）进行了系统研究。这些模态在软电子核模态与软光子及软声子相互作用的理论模型中加以理解。在量子临界点，来自光子和电子核软模态的两种红外发散竞争。正是这种发散的不完全抵消，导致实验中观察到的该抑制但显著的信号。纵向磁场的应用可为软模态开 Gaps。远离量子临界点的测量揭示了一组与铁磁域动力学相关的“Walker”模态。