规则耗尽自旋梯子的低能性质

我们研究了一个规则耗尽的双腿自旋梯子系统的模型。利用Lieb-Schultz-Mattis定理，严格证明了该模型实现无质量激发，或者退化的基态，尽管原始自旋梯子系统具有自旋隙和唯一基态。耗尽模型的基态要么是自旋单重态，要么是部分铁磁态，反映了耗尽位点的拓扑性质。为了证明低能激发确实是无质量的，我们借助有效场论以两种不同方式进行分析。我们首先用重整化群方法研究一个有效的弱耦合模型。虽然在强耦合区域看到了无质量自旋激发的趋势，但结果表明该模型对于任何有限耦合仍然是有质量的，这意味着传统的弱耦合方法不足以描述我们模型中的无质量模式。为了克服这一困难，我们进一步通过映射到非线性sigma模型来研究耗尽自旋模型的低能性质，并确认无质量自旋激发确实发生。