含次近邻相互作用的各向异性 XY 自旋链中强与弱 Majorana 零模的共存

我们从理论上研究了含次近邻相互作用的各向异性 XY 自旋链中出现的 Majorana 零模。若仅考虑最近邻相互作用，该自旋链在数学上等价于由无自旋费米子构成的 Kitaev 链。近期关于含长程相互作用 Kitaev 链的研究已揭示多个 Majorana 零模的共存。通过考察含次近邻相互作用的各向异性 XY 自旋链拓扑相图，我们发现类似于 Kitaev 链的多个 Majorana 零模共存现象。然而，我们确认其中一个零模被限制于某一 Hilbert 子空间内。该模被视为所谓的弱零模，其热力学性质应不同于出现在整个 Hilbert 空间中的（强）零模。由于自旋的量子统计与硬核玻色子相同，我们期望该弱模不仅可在量子自旋材料中，也可在冷原子系统的光晶格中实现实验观测。