自旋冰中热淬灭的长程库仑相互作用与非流体动力学行为

当自旋冰系统经历突然的热淬灭时，已被证明会进入长寿命亚稳态，其中单极激发形成所谓的不可收缩对[Phys. Rev. Lett. 104, 107201 (2010)]。虽然这些态的性质已被很好理解，但其形成背后的动力学机制仍基本未被探索，并是本研究的主旨。我们发现单极间库仑相互作用的长程尾部起核心作用，它抑制了不可收缩对相对于单极-反单极湮灭的单极辅助衰变。结合较低的最终淬灭温度——系统进入非流体动力学 regime，其中单极有效地以终端速度沿作用于其上的局域力方向运动——该相互作用导致一个在热力学极限中持续存在的亚稳平台。这是一种引人注目的现象，令人联想到堵塞和某些玻璃态情形：系统短时动力学的瞬态改变使其进入一个亚稳态，其寿命在（实验相关的）低温下轻易便可达到天文数字般巨大。我们利用蒙特卡洛模拟和平均场布居动力学理论证明了这一点，并给出了对其中作用机制的解析理解。当单极间相互作用被截断为有限程时，亚稳平台退化为有限尺寸效应。我们推导了短程和长程相互作用下亚稳平台中不可收缩对密度的有限尺寸标度行为，并讨论了结果的实验意义。