尼尔态/代数自旋液体相变的临界性质

代数自旋液体是一种长期寻求的物相，其特征是缺乏准粒子激发，可用依 (2+1) 维量子电动力学（QED$_3$）相互作用的涌现狄拉克费米子和规范场作低能描述，以及具有普适指数的幂律关联。典型的代数自旋液体是 Affleck-Marston $\pi$-流相，最初被提出作为二维平方晶格上自旋-1/2 海森堡模型的可能基态。尽管后者模型现已知道在零温下呈反铁磁有序，最近对平方晶格上耦合紧致 U(1) 规范场自旋-1/2 费米子的无符号问题量子蒙特卡洛模拟表明，量子涨落可摧毁尼尔序并驱动到 $\pi$-流相的直接量子相变。我们表明该相变属于具有单 SU(2) 双重态四分量狄拉克费米子（即 $N_f=1$）的手性海森堡 QED$_3$-Gross-Neveu-Yukawa 模型的普适类，并指出其与 kagome 晶格上相应假定相变的重要差异。利用低于四维时空维度至四圈阶的 $\epsilon$ 展开，以及至二阶的大-$N_f$ 展开，我们表明该相变为连续并计算了该相变处的各种热力学与磁化率临界指数，为未来这些量的数值确定奠定基础。作为我们分析副产品，我们还获得了蜂窝晶格上相互作用费米子半金属-尼尔相变处的电荷密度波与价键固体磁化率指数。