看见光：量子自旋冰中演生电磁学的实验特征
强关联电子
2015-06-04 v2
摘要
在稀土焦绿石磁体 Ho2Ti2O7 和 Dy2Ti2O7 中发现的“自旋冰”态为经典静磁学提供了一个优美的实现，并包含磁单极子激发。已有研究表明，在“量子自旋冰”材料中，不同冰构型之间的量子力学隧穿可以将自旋冰的静磁学转化为量子自旋液体，从而实现量子电磁学的完全动力学晶格类比。在此，我们在此类量子自旋冰的最小微观模型内，探讨了这种态可能如何在实验中显现。我们为该模型发展了格点场论，并以此对量子自旋冰中子散射实验将观测到的动力学结构因子做出了明确预测。我们发现，在准弹性散射中观测到的“ pinch points（ pinch point）”，作为经典自旋冰的标志性特征，随着量子冰冷却至其零温基态而逐渐消失。我们还对幽灵般线性色散的磁激发（即这种演生电磁学的“光子”）做出了明确预测。结果表明，该场论的预测与零温下的量子蒙特卡罗模拟定量一致。
引用
@article{arxiv.1204.1325,
title = {Seeing the light : experimental signatures of emergent electromagnetism in a quantum spin ice},
author = {Owen Benton and Olga Sikora and Nic Shannon},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.1325},
year = {2015}
}
备注
26 pages, 18 figures, minor revisions