排斥束缚磁子的实验观测

由吸引力形成的稳定复合物体，如强子、原子核、原子、分子和超导对，在自然界中无处不在。相比之下，由排斥力稳定的复合物体长期被认为是理论构造，因其在自然系统中的脆弱性。令人惊讶的是，强排斥相互作用形成束缚原子对已在光晶格中实验实现。尽管取得了这一成功，排斥束缚粒子对被认为在凝聚态物质中没有对应物，因为存在强衰变通道。这里我们报告了在类 Ising 链反铁磁体 BaCo$_2$V$_2$O$_8$ 中排斥束缚三磁子态和束缚磁子对的谱学特征。在大横向场中、量子临界点以下，我们通过将太赫兹光谱测量与 Heisenberg-Ising 链反铁磁体（一个典型的量子多体模型）的理论结果进行比较，识别出排斥束缚磁子态。实验结果表明，这些高能排斥束缚磁子态与连续谱明显分离，表现出显著的动力学响应，并且尽管存在耗散，仍足够长寿命以被识别。由于自旋链的输运性质可由磁子束缚态改变，我们设想此类态可作为基于磁子学（magnonics）的量子信息处理技术的资源。