Kitaev 自旋液体中自旋输运的散射现象

Kitaev 模型以规范量子自旋液体为基态，并容纳两种分数化准粒子：巡游 Majorana 费米子与局域化磁通激发。前者可在量子自旋液体中携带热与自旋调制，但后者在输运现象中的作用仍未知。本文关注存在激发磁通时的自旋输运，并报道这些磁通对 Majorana 费米子的传播产生强干涉，后者感受到磁通周围涌现的类规范势。我们考察了由边缘处脉冲磁场触发的瞬态自旋动力学。在无激发磁通时，磁场脉冲产生 Majorana 费米子的平面波，其在量子自旋液体中流动。尽管该波在体相中不伴随局域自旋矩的变化，却会在磁场脉冲作用边缘的相对侧诱导出局域矩。当体区中磁通被激发时，我们观察到诱导自旋矩的空间调制。此行为比晶格缺陷情形更为显著。此外，我们发现，尽管空间变化的幅度几乎与晶格缺陷间距无关，但在激发磁通情形下随间距增大而显著增强。该差异可从对巡游 Majorana 费米子的影响理解：晶格缺陷局部改变系统，而磁通激发改变了连接它们的弦上所有转移积分。本文结果将为观测区别于晶格缺陷等外在效应的本征磁通激发提供另一条途径。