团簇平均场近似中的量子Hopfion环

我们在团簇平均场近似（CMFA）内研究了二维和三维自旋纹理——$k\pi$-斯格明子和hopfion环——的量子性质。通过将CMFA与对称化程序相结合，我们实现了两个关键进展：大自旋纹理中量子涨落的精确计算和对亚稳态的可靠访问。这些挑战通常使用标准方法无法克服，标准方法受到维度灾难的严重限制，并且通常仅限于基态性质。利用所研究的磁构型的圆柱对称性，我们构建了一维链状团簇，可以使用密度矩阵重正化群方法进行有效模拟，而团簇间相互作用则在平均场水平上处理。由此产生的量子特征（如hopfion环中磁化长度的局部变化）的空间分布揭示了经典微磁模型的局限性，并表明需要对其进行扩展。我们证明了最近提出的正则化微磁方程为这一目的提供了合适的框架。