通过单离子各向异性探索自旋-1 Kitaev 链中的量子临界性与非库仑动力学

我们研究了具有一般单离子各向异性（SIA）的自旋-1 Kitaev 链中的拓扑规范理论项和量子临界性。通过无限时间演化块分解（iTEBD）方法确定包括 Kitaev 自旋液（KSL）和无能隙二聚子相在内的地面态相图。通过改变单轴 SIA，KSL 与二聚子相之间的量子相变类似于在带有拓扑 $\theta$ 角为 $\pi$ 的格子 Schwinger 模型中发生的约束-解约束相变。引入菱形 SIA 可将该角度从 $\pi$ 偏移，导致 $y$ 和 $x$ 各向异性相。这些相之间的转变可通过 KSL 相中的交叉或沿解约束线的真实相变实现。我们将自旋-1 哈密顿量映射到有效的自旋-1/2 PXP 哈密顿量，单轴 SIA 对应均匀脱谱，菱形 SIA 对应交错脱谱。我们探讨了 Hilbert 空间的层次性碎片化，揭示在弱均匀脱谱下量子众多体瑕疵（QMBs）的出现，而在大型交错脱谱下通过 Schrieffer-Wolff 变换得到的二阶有效哈密顿量可准确捕捉慢动力学。我们的工作建立了模拟拓扑 $\theta$ 角和非库仑动力学的框架，将更高自旋推广的瑕疵模型与格子规范理论相联系，可能使用最先进的冷原子量子模拟器实现。