层状自旋液体中拓扑激发的扩散与松弛

拓扑相如量子自旋液体的松弛过程由分子化的激发的动力学和相互作用控制。在拥有二维 拓扑相的层状材料中，基本准粒子可在层内自由扩散，而只能成对（或更多）在层间跳跃——这是拓扑秩序的一个根本性结果。我们使用求解的准确解的非线性扩散方程和基于粒子的蒙特卡罗模拟，探讨了泵-探测实验如何为在 3d 材料中发现 2d 拓扑激发提供独特的特征。我们表明，此类实验的特征时间尺度与初始激发密度成反比，后者由泵浦强度决定。在缺乏湮灭过程的情况下，由表面均匀激发密度创建的激发向内部扩散，平均深度 $\bar z$ 按比例扩展为 $\sim t^{1/3}$。当允许成对湮灭时，传播变为对数形式，$\bar z \sim \log t$。此外，层间的对-扩散导致总密度的一种新衰减定律，$n(t) \sim (\log^2 t)/t$——比纯 2d 系统的衰减更慢。我们讨论了有限宽度样品中泵-探测实验的可能影响。