量子临界处 Kitaev 自旋液体的维度约化

我们研究了在 [001] 方向外加磁场 $h$ 作用下，并在保持 $K_x = K_y = K$ 而调节 Kitaev 耦合 $K_z$ 的键各向异性时，Kitaev 自旋液体（KSL）的归宿。在密度矩阵重整化群、精确对角化以及部分子平均场理论见解的指导下，我们揭示了一个由磁场诱导的无能隙到无能隙的 Lifshitz 相变，从 nodal KSL 到一个中间无能隙相。夹在 $h_{c1}$ 与 $h_{c2}$ 之间的中间相在较宽的各向异性范围 $K_z/K > 0$ 内持续存在，由弱耦合的一维量子临界链组成。这一中间相是一个维度交叉，当磁场到达 $h_{c2}$ 处的相变时，它渐近地导致由 (1+1) 维共形场论刻画的一维量子 Ising 临界性。超过 $h_{c2}$ 后，系统进入部分极化相，可描述为有效解耦的玻色链，其中自旋波沿一维之字形方向传播。我们的发现提供了一个全面的相图，并对均匀磁场在原本二维量子自旋液体中产生的维度约化的不寻常物理提供了见解。