拓扑相变附近的分化电导率与涌现自对偶性

二维电子气中分数量子霍尔电导率的实验发现揭示了新型量子粒子，称为任意子（anyon），它们超越玻色子与费米子，具有分数化交换统计。这些任意子通常在绝缘拓扑相内部被深入研究。自然的问题是：此类分数化能否在更宽泛情形下被探测到，例如在从常规相到拓扑相的相变附近。为回答此问题，我们利用大规模量子蒙特卡洛模拟研究了一个拓扑态（称为$\mathbb{Z}_2$量子自旋液体）与常规超流体之间的强关联量子相变。我们的结果表明，量子临界点上的普适电导率变为其在常规绝缘体-超流体相变处数值的一个简单分数。此外，在相变点之上的低温处涌现动态自对偶的光学电导率，表明难以捉摸的vison粒子的存在。我们的研究为在更宽泛体系中实验探测任意子打开了大门，并对量子材料、可编程量子模拟器及超冷原子气的研究具有深远影响。针对后者，我们讨论了利用当前技术在光晶格中进行测量的可行性。