对称性强制的分形子特性与二维量子晶体熔化

分形子（fracton）是指在不付出与位移成正比的能量代价的情况下，无法在一个或多个方向上运动的粒子。在此，我们引入对称性强制的分形子特性这一概念：粒子在存在某种整体对称性时为分形子，而在该对称性缺席时可自由运动。一个简单的例子是二维晶体中的位错缺陷，由于粒子数守恒，其运动被限制只能沿其伯格斯矢量方向。利用近期发展的弹性的对偶秩-2 张量规范描述，我们表明考虑位错运动对称性强制的一维性质会剧烈改变量子晶体熔化相变的结构。我们证明，在零温下，晶格足够强的量子涨落有利于形成自发破缺缺陷对称性强制分形子特性的超固态。随后缺陷可凝聚，通过 $2+1d$ XY 普适类中的相变驱动晶体进入超向列相，从而驱动晶体向向列相的熔化相变。该情形不同于 $2d$ 固体热熔化的标准 Halperin-Nelson 情形，后者中位错可通过单次连续热相变而增殖。我们评论了这些结果在其他情形中的应用，如磁场诱导超导体-绝缘体相变中的涡旋晶格熔化，以及金属中条纹电荷密度波的量子熔化。