自旋冰中磁单极子的布朗运动与量子动力学

自旋冰展现出许多非凡的磁学性质，包括零点熵、涌现单极子以及准液 - 气相变。揭示支撑这些现象的量子自旋动力学是一项实验挑战。在此，我们展示了磁化率频率依赖性及其高频或绝热极限中如何包含关键信息。这些测量表明，单极子扩散严格遵循布朗运动，但其基础是自旋隧穿，并受到集体单极子相互作用的影响。我们还发现了弱外加场下受驱单极子等离子体振荡的证据，以及强外加场下非常规的临界行为。我们的结果解决了当前对自旋冰理解中的矛盾，揭示了意想不到的物理现象，并确立了绝热磁化率作为奇异自旋系统的一个揭示性特征。