见光之外：量子自旋冰中的 Vison 与光子电动力学

理解量子自旋液体中激发的性质与行为，乃至一般拓扑物质相中的激发，具有根本重要性，并且已被证明对候选材料的实验探测与表征至关重要。然而，当前的理论与数值技术能力有限，尤其在研究带隙激发时。在此，我们提出一种半经典数值方法来研究其自旋液体行为由微扰环交换哈密顿量支撑的系统。我们的方法可便捷获取热力学与谱性质。我们特别关注量子自旋冰及其光子与 vison 激发。在针对已有光子结果对方法做基准测试后，我们将其用于表征 vison 及其热力学行为，这在此前基本未被探索。我们发现，与经典自旋冰中的自旋子不同，vison 形成弱电解质：在低温下 vison 对是主导群体。这反映在热力学量的行为中，例如相关关联函数中的 pinch point motif。Vison 似乎也与光子背景强烈杂化，这一现象影响了这些准粒子在的非弹性响应测量中显现的方式。我们的结果表明，该方法及其推广可大幅增进我们对量子自旋冰及其他量子自旋液体、量子二聚体模型以及一般格点规范理论中的准粒子及其相互作用的理解。