响应理论中的晶体拓扑缺陷

晶体缺陷可通过与低能哈密顿量 $H$ 耦合来凸显有趣的量子特征。本文表明，独立于这种 $H$ 耦合，拓扑晶体缺陷可通过直接修改电场探针（如拉曼散射）的响应理论而产生新特征。为说明这一点，我们考虑锯齿形链上的反铁磁自旋-1/2 模型 $H_{spin}$。两个锯齿形域之间的晶体畴壁在 $H_{spin}$ 中至多表现为局域缺陷，但在非弹性光子散射的拉曼算符 $R$ 中表现为拓扑（不可局域产生）缺陷。利用时间演化块消减（TEBD）数值、平均场和玻色化，我们表明有限密度的晶体畴壁会使整个拉曼信号移动从而产生有效能隙。这种晶格缺陷诱导的拉曼能隙在外加磁场中关闭并重新打开。我们从光子在 $R$ 内感知晶格缺陷作为具有 $Z_2$ 特征的自旋二聚化畴壁的角度讨论该效应，由此探测波矢从 $q=0$ 偏移到 $\pi+\delta q$，产生相对于局域缺陷的 $\textit{O}(1)$ 变化。此处来自拓扑晶格缺陷的磁拉曼奇异性依赖于 $H_{spin}$ 的自旋子液体态，提示未来可利用晶格拓扑缺陷独立于 $H$ 修改响应理论算符，从而产生量子相的新探针。