单极子路径的量子渗流与量子自旋冰的响应
统计力学
2021-09-13 v2 无序系统与神经网络
强关联电子
摘要
我们考虑量子自旋冰处于其响应由稀薄单极子气体的相干运动主导的温度区间。单极子的跳跃振幅对其周围自旋的构型敏感，在相关时间尺度上这些自旋可视为准静态。这导致单极子运动中众所周知的不允许方向；我们发现这些足以将单极子的相干传播降为量子扩散。该结果对无序是稳健的，作为基态简并度的直接后果，后者破坏了弱局域化所需的量子干涉过程。此外，近期工作 [Tomasello et al., Phys. Rev. Lett. 123, 067204 (2019)] 表明单极子跳跃振幅大致为双峰分布：对于单极子周围约 的可翻转自旋，这些振幅极小。我们利用此结构构建自旋冰中量子单极子运动理论。在慢跳跃项设为零的极限下，单极子波函数呈分形；我们通过映射到树上的量子渗流来解释此现象。单极子波函数的分形、非遍历性质体现在单极子谱函数的低频行为中，并与实验观测一致。
引用
@article{arxiv.1911.05742,
title = {Quantum percolation of monopole paths and the response of quantum spin ice},
author = {Matthew Stern and Claudio Castelnovo and Roderich Moessner and Vadim Oganesyan and Sarang Gopalakrishnan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05742},
year = {2021}
}
备注
12 pages, 11 figures