Sr$_2$CuO$_3$中的磁子：弱有序自旋-1/2链反铁磁体中Goldstone-Higgs相互作用的可能证据

Goldstone定理规定自发对称性破缺必然导致无隙（质量）激发的出现。在自旋磁矩系统的旋转不变性被反铁磁序打破的情况下，这些就是众所周知的横向自旋波。这种Goldstone磁子与序参量的Higgs振幅模式之间的相互作用通常被忽略，尽管最近在量子磁体、拓扑绝缘体、铁电和无序超导体系统中已经报道了希格斯物理的蛛丝马迹。Goldstone-Higgs相互作用在量子临界点（QCP）附近的重要性可能会增加，在那里对称破缺序较弱，其振幅涨落显著。在这里，我们报告了对近乎一维的自旋-1/2链系统Sr$_2$CuO$_3$的电子自旋共振（ESR）研究，它正好呈现了这样的情况。在$T > T_N$时，处于具有未束缚自旋子的无序Luttinger自旋液体相中的ESR光谱揭示了理想的海森堡链行为，仅具有非常小的、与场无关的线宽，$\sim 1/T$。在有序态中，$T_N$以下，我们确定了反铁磁共振（AFMR）模式，这在具有两个能隙$\Delta_1 = 23.0$ GHz和$\Delta_2 = 13.3$ GHz的共线双轴反铁磁体模型中很好地由赝Goldstone磁子描述。此外，我们观察到一种特殊性质的主要共振响应，我们将其归因于弱有序反铁磁体中磁子与Higgs振幅模式的相互作用。其不寻常的场依赖性表明在$\mu_0 H \simeq 9.4$ T处存在量子相变。