各向异性$S=1$反铁磁体与二聚体-环模型中的磁通分数量子相变

我们证明了一类场诱导$\frac{1}{3}$-磁化（$\frac{1}{2}$-磁化）平台上的各向异性自旋$S=1$ kagome（平面pyrochlore）反铁磁体在低温（$T$）下的性质，可由蜂窝（平方）晶格上完全填充二聚体与环的模型描述，其中二聚体具有温度依赖的相对逸度$w(T)$。我们发现该二聚体-环模型的完全填充O(1)环模型（$w=0$）与完全填充二聚体模型（$w=\infty$）极限，被一个有限且非零的临界逸度$w_c$处的相变所分隔，这对受阻磁体的自旋关联具有有趣的影响。$w>w_c$相具有短环，且自旋关联以幂律柱状序为主（伴随次主导偶极关联）；而$w<w_c$相具有主导的偶极自旋关联，以及由环尺寸幂律分布支配的长环。在远离$w_c$处，两相均由代表涨落偶极粗粒化静电势的标量高度场的长波高斯有效作用量描述。幂律柱状自旋序在$w_c$以下的破坏，由一种不寻常的磁通分数化机制驱动，该机制具有拓扑特征，但与此类相变通常的Kosterlitz-Thouless机制截然不同：在$w>w_c$时束缚为整数值的分数电通量，在$w<w_c$相中增殖并破坏了幂律柱状序。