对称晶体声子真空中角动量涨落
材料科学
2026-04-23 v5
摘要
尽管时间反演和 Inversion 对称性约束每个声子模式的角动量为零，但我们展示具有此类对称性的晶体真空态仍可表现出有限的角动量涨落，这些涨落在有限温度下仍然存在。这些涨落源于非退化模式之间具有非共线极化方向的量子相干性，並且编码在角动量算符的非对角分量中。其起源在于声子哈密顿量与角动量的非交换性，这使得即使在对称真空中也能实现时变的旋转动力学。我们通过一个最小模型提供了这种现象的直观图景，表明在分量极化模式之间的拍频效应会产生瞬时角动量，而在平均意义上被对称性所禁止。我们进一步表明，这些真空涨落会产生独特的有限频率光谱特征，并概述了使用对晶格极化和对称性敏感的时分辨光谱探针检测这些特征的具体方法。我们的结果识别了一个此前未被探索的晶格动力学范畴，揭示即使是对称的声子真空也可能蕴含结构化的、动态的角动量相关性。
引用
@article{arxiv.2506.21801,
title = {Angular Momentum Fluctuations in the Phonon Vacuum of Symmetric Crystals},
author = {Rule Yi and Violet Williams and Benedetta Flebus},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.21801},
year = {2026}
}