拓扑阻挫在量子自旋梯及其推广中的命运
强关联电子
2022-07-21 v1 软凝聚态物质
摘要
拓扑阻挫（或拓扑力学）是指存在经典零模，其对哈密顿量的许多但并非全部畸变具有鲁棒性。它自然源于局域性，在相互作用构成一组约束的系统中出现，例如几何阻挫磁体与球-弹簧超材料。对于一个经典极限展现拓扑阻挫的磁体，一个重要的问题是当自由度被量子化时该拓扑性会发生什么，以及此类阻挫是否会导致如自旋液体之类的奇异量子物相。我们在一个几何阻挫自旋梯模型中回答了这些问题。该模型具有无穷多守恒量的特征，有助于求解。我们发现所有经典零模都被量子涨落抬升，系统留下唯一的横档单态基态——一种平庸的量子自旋液体。此外，我们发现了对应于已知对称保护拓扑 (SPT) 基态的低能本征态，以及 对称性的特殊作用：它要求存在额外维度的经典零模——我们称之为对称富集拓扑阻挫 (SETF) 的现象。这些结果表明，在近乎 SETF regime 中守恒律的微小违背可能导致量子疤痕。我们进一步研究了二维双层三角晶格模型，发现了类似的 SETF 现象，其在量子 regime 中也导致低能拓扑本征态受抑。这些结果表明，在无磁序的情况下，经典拓扑阻挫在有限自旋下表现为渐近低能模，并支持奇异量子现象。
引用
@article{arxiv.2207.09549,
title = {The fate of topological frustration in quantum spin ladders and generalizations},
author = {Po-Wei Lo and Michael J. Lawler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.09549},
year = {2022}
}