相互作用Kitaev环中的四元Jordan-Wigner映射与拓扑扩展扭折相

在环上，Kitaev模型与自旋模型之间的单一Jordan-Wigner变换会受冗余自由度之苦。然而，我们可以建立一种精确的四元Jordan-Wigner映射，涉及两个Kitaev环与两个具有周期或反周期边界条件的自旋环。该映射使我们能够精确展示拓扑扩展扭折（TEK）相如何在不偶数个格点的相互作用Kitaev环中发展出来。这一新相的出现归因于几何环阻挫效应。不同于非相互作用系统中由能隙保护的通常拓扑相，TEK相是无能隙的。并且由于低能激发谱是二次的，每格点的比热在接近绝对零度时趋于玻尔兹曼常数的一半。更有趣的是，基态是唯一的，不受自发对称性破缺影响。它表现出带有非局域因子的长程关联函数，但无法定义局域序参量。作为一个伴随效应，若引入一类键缺陷，则会出现一种特殊的局域化扭折零模（KZM）。我们还表明该KZM对中等无序具有鲁棒性。