中心对称受阻磁体中斯格明子的量子失稳

我们使用神经网络量子态方法，研究了正方晶格上 $J_1-J_2-J_3$ 中心对称量子海森堡模型中自旋量子数 $s$ 对斯格明子稳定性的作用。我们的结果表明，当从半经典体系过渡到极端量子极限 ($s=1/2$) 时，斯格明子稳定性 $Q$ 严重退化，并最终消失。我们证明了这种失稳是由量子纵向涨落驱动的，$Q$ 表现为关于倒易自旋磁矩 $1/s$ 的幂律衰减。值得注意的是，极端量子极限 ($s=1/2$) 大大偏离了这一标度行为，表现出与较大自旋磁矩截然不同的物理特性。此外，我们通过建立斯格明子稳定性、纠缠和局部自旋幅值之间的定量对应关系，揭示了这种衰减的微观起源：随着局部第二 R\'enyi 熵（纠缠的指标）的增加和局部自旋幅值的抑制，斯格明子稳定性线性消失。该体系标志着一个量子态，其中斯格明子数 $C$ 仍作为自旋取向的剩余几何特征，但由于局部自旋幅值的纵向抑制，斯格明子稳定性 $Q$ 消失了。我们的研究结果表明，受阻晶格中经典上鲁棒的斯格明子相从根本上局限于高自旋材料，这表明要实现稳定的原子尺度拓扑纹理，自旋磁矩必须至少为 $s = 3/2$。