分数磁化量子铁磁体理论

我们提出一种实现具有分数磁化的纠缠量子自旋态的理论。磁化强度降低的起源部分是涌现的反铁磁性，亦即铁磁性的自旋液化。我们基于（i）自旋-$S$ $({\geqq} 1)$ 双线性-双二次自旋链与自旋-$\frac12$ 模型之间的严格本征态对应，以及（ii）直至 $S=3$ 的数值精确对角化计算，研究了该自旋链的铁磁双线性耦合区。结果，我们获得了一个分数磁化 $M=1-1/(2S)$ 相，其中基态在铁磁背景中具有反映对应自旋-$\frac12$ 反铁磁基态的量子纠缠。这一铁磁体的自旋液化理论可推广至任意维度晶格，即便在磁场下亦如此。该分数铁磁性开辟了量子铁磁体的新研究领域。