费米型分数量子陈绝缘体中的手性引力子模式

手性引力子模式是分数量子霍尔(FQH)液体的标志性集体激发。然而，在晶格上，保护其免于衰变的连续对称性丧失，因此其存在仍是一个悬而未决且紧迫的问题，特别是考虑到近期在过渡金属二硫化物和菱方五层石墨烯中实现分数量子陈绝缘体(FCI)的进展。在此，我们对费米型 FCI 中的引力子模式进行了全面的理论与数值研究，并充分证明了它们的存在。我们首先在费米型 Harper-Hofstadter(HH) 模型的背景下推导出一个晶格应力张量算符，该算符在平带极限下可捕捉引力子。重要的是，我们发现这种晶格应力张量算符与晶格四极密度关联子存在深刻联系，且易于推广到一般的陈能带。随后，我们通过从一个低磁通 HH 模型插值到一个承载拓扑平带的 Checkerboard 晶格模型，显式展示了 FQH 与 FCI 手性引力子模式之间的绝热联系。特别地，利用最先进的矩阵乘积态和精确对角化模拟，我们提供了强有力的证据，表明尽管缺乏连续对称性且存在与双磁旋子连续谱的散射，手性引力子模式在 FCI 中仍是长寿命激发。通过仔细的有限尺寸分析，我们表明晶格为引力子模式产生了有限但较小的内禀衰变率。我们讨论了研究结果对于探索固态环境及冷原子实验中实现的 FCI 相引力子模式的相关性。