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强关联系统中自旋与电荷量子数的分离

凝聚态物理 2009-10-22 v1 高能物理 - 理论

摘要

本文重新审视了二维强关联系统中自旋与电荷自由度分离的问题。我们建立了自旋-电荷分离发生的一组充分条件。具体而言,我们在具有最近邻(J1J_1)和次近邻(J2J_2)反铁磁耦合的方格上自旋-1/2海森堡模型的背景下讨论了这一问题。我们的表述明确表明,一旦自旋-1/2算符被自旋子的束缚态所替代,就存在局域SU(2)规范对称性。对于所谓的s-RVB试探波函数,自旋子的平均场理论作为J2/J1J_2/J_1比值的函数进行了数值求解。当J2/J1>(J2/J1)crJ_2/J_1>(J_2/J_1)_{{\rm cr}}时,存在一个进入新型通量态的二阶相变。我们将0<J2/J1<(J2/J1)cr0<J_2/J_1<(J_2/J_1)_{\rm cr}的范围确定为s-RVB相。该相的特征是存在有限的元激发(自旋子)能隙以及所有连续规范对称性的破缺。在通量相起始点稍下方,构建了自旋子和规范自由度的有效连续理论。我们认为该有效理论与携带规范群基本荷的自旋子的退禁闭一致。我们将此结果与在一维量子反铁磁体中用相同方法研究的结果进行对比。我们表明,在一维模型中,规范图像中的自旋子总是被禁闭的,因此不能与量子反铁磁海森堡模型的无能隙自旋-1/2激发等同。

关键词

引用

@article{arxiv.cond-mat/9309021,
  title  = {Separation of Spin and Charge Quantum Numbers in Strongly Correlated Systems},
  author = {Christopher Mudry and Eduardo Fradkin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/9309021},
  year   = {2009}
}

备注

56 pages, RevteX 3.0